尤玉溪
黑洞
不要讓這個名字愚弄你:黑洞絕不是空的空間。相反，它是一個非常小的區域內聚集的大量物質，想想一顆比太陽大十倍的恆星擠壓成一個大約紐約市直徑的球體。其結果是引力場如此之強，以至於沒有任何東西，甚至光，可以逃脫。近年來，美國國家航空航天局的儀器為這些奇怪的物體描繪了一幅新的畫面，對許多人來說，它們是太空中最迷人的物體。
迅速的 強烈的x光耀斑被認為是由黑洞吞噬恆星引起的。 太空中物體如此巨大和密集以至於光線無法逃脫的想法已經存在了幾個世紀。最著名的是，黑洞是由愛因斯坦的廣義相對論預言的，這表明當一顆大質量恆星死亡時，它會留下一個小而緻密的殘餘核心。方程式顯示，如果核心的質量是太陽質量的三倍以上，重力就會壓倒所有其他的力，產生一個黑洞。
黑洞 一段關於黑洞的視頻。 觀看視頻 科學家不能用望遠鏡直接觀察黑洞，望遠鏡可以探測x射線、光線或其他形式的電磁輻射。然而，我們可以推斷黑洞的存在，並通過探測它們對附近其他物質的影響來研究它們。例如，如果黑洞穿過星際物質雲，它將在一個被稱為吸積的過程中向內吸引物質。如果一顆普通恆星靠近黑洞，也會發生類似的過程。在這種情況下，黑洞將恆星拉向自身時，會將恆星撕裂。當被吸引的物質加速升溫時，它會發出x射線，輻射到太空中。最近的發現提供了一些誘人的證據，表明黑洞對其周圍的社區有著巨大的影響——發射強大的伽馬射線爆發，吞噬附近的恆星，並在一些地區刺激新恆星的生長，而在另一些地區卻停滯不前。 一個Star's End是黑洞的開始 大多數黑洞是由超新星爆炸中死亡的大恆星的殘餘物形成的。(較小的恆星變成密集的中子星，其質量不足以捕獲光線。)如果恆星的總質量足夠大(大約是太陽質量的三倍)，理論上可以證明沒有任何力量可以阻止恆星在重力的影響下塌縮。然而，當恆星坍塌時，一件奇怪的事情發生了。當恆星表面接近一個被稱為“事件視界”的假想表面時，恆星上的時間相對於遠處的觀察者所保持的時間會變慢。當表面到達事件視界時，時間靜止不動，恆星不再坍縮——它是一個凍結的坍縮物體。
黑洞射流 天文學家已經找到了已知最小黑洞的候選者。 恆星碰撞會產生更大的黑洞。在2004年12月發射後不久，美國宇航局的斯威夫特望遠鏡觀測到了被稱為伽馬射線爆發的強大而短暫的閃光。錢德拉和美國國家航空航天局的哈勃太空望遠鏡後來從該事件的“餘輝”中收集了數據，這些觀測結果一起讓天文學家得出結論，當黑洞和中子星碰撞時，會產生另一個黑洞，從而導致強大的爆炸。 嬰兒和巨人 雖然基本的形成過程是可以理解的，但黑洞科學中一個長期的謎團是它們似乎存在於兩個完全不同的尺度上。在一端，有無數黑洞是大質量恆星的殘餘。遍佈整個宇宙的這些“恆星質量”黑洞通常是太陽質量的10到24倍。當另一顆恆星靠近到足以讓它周圍的一些物質被黑洞的引力吸引時，天文學家會發現它們，並在這個過程中產生x射線。然而，大多數恆星黑洞過著孤立的生活，不可能被發現。然而，從足以產生這種黑洞的恆星數量來看，科學家估計僅在銀河系就有多達一千萬到十億個這樣的黑洞。
尺寸譜的另一端是被稱為“超大質量”黑洞的巨型黑洞，其質量是太陽的數百萬倍，甚至數十億倍。天文學家認為超大質量黑洞位於幾乎所有大型星系的中心，甚至是我們自己的銀河系。天文學家可以通過觀察它們對附近恆星和氣體的影響來探測它們。 緻密物體的觀察質量範圍， 這張圖表顯示了超緻密宇宙物體的相對質量。歷史上，天文學家一直認為不存在中等大小的黑洞。然而，錢德拉、XMM-牛頓衛星和哈勃最近的證據強化了中等大小黑洞確實存在的事實。超大質量黑洞形成的一個可能機制包括恆星在緻密星團中碰撞的連鎖反應，這種連鎖反應導致極大質量恆星的積累，然後這些恆星坍縮形成中等質量黑洞。星團然後下沉到星系的中心，在那裡中等質量的黑洞合併形成一個超大質量的黑洞。
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