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行星威脅:超重黑洞會吞噬星系!

PKG 1830-211星系

2013年10月16日, 歐洲南方天文臺在觀測中公佈的照片顯示黑洞吞噬巨大物質的過程。 通過NASA哈勃望遠鏡, 在PKG 1830-211銀河系方位“捕捉”到一個星狀的物體, 呈螺旋狀, 附近的物質正被吸收。 據可信證據表示該黑洞為1830-211星系的中心, 屬於超重黑洞。

黑洞是現代廣義相對論中, 宇宙空間記憶體在的一種天體。 黑洞的引力很大, 使得視界內的逃逸速度大於光速。 1916年, 德國天文學家卡爾·史瓦西通過計算得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解,

這個解表明, 如果將大量物質集中於空間一點, 其周圍會產生奇異的現象, 即在質點周圍存在一個介面——“視界”一旦進入這個介面, 即使光也無法逃脫。 這種“不可思議的天體”被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為“黑洞”。 “黑洞是時空曲率大到光都無法從其視界逃脫的天體”。 電磁波也逃脫不出。 黑洞無法直接觀測, 但可以借由間接方式得知其存在與品質, 並且觀測到它對其他事物的影響。 借由物體被吸入之前的因高熱而放出和γ射線的“邊緣訊息”, 可以獲取黑洞存在的訊息。 推測出黑洞的存在也可借由間接觀測恒星或星際雲氣團繞行軌跡取得位置以及品質。

黑洞就是中心的一個密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小的奇點和周圍一部分空空如也的天區, 這個天區範圍之內不可見。 黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程;某一個恒星在準備滅亡, 核心在自身重力的作用下迅速地收縮, 塌陷, 發生強力爆炸。 當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止, 被壓縮成一個密實的星體, 同時也壓縮了內部的空間和時間。 但在黑洞情況下, 由於恒星核心的品質大到使收縮過程無休止地進行下去, 中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末, 剩下來的是一個密度高到難以想像的物質。 由於高品質而產生的力量, 使得任何靠近它的物體都會被它吸進去。

黑洞開始吞噬恒星的外殼, 但黑洞並不能吞噬如此多的物質, 黑洞會釋放一部分物質, 射出兩道純能量——γ射線。

超重黑洞是黑洞中的一種, 品質大概是10∧9至10∧12倍之間, 現實一般認為, 每個星系的中央位置都會有一個超重黑洞, 包括銀河系在內。

比較超重黑洞與一些品質相對較低的黑洞,

可以觀察出一些有趣的事情。

· 超重黑洞平均密度可以很低, 甚至比空氣密度還要低。 這是因為史瓦西半徑與其質量成正比, 而密度則與體積成反比。 由於球體(如非旋轉黑洞的事件視界)體積是與半徑立方成正比, 而質量差不多以直線增長, 體積增長率則會更大。 故此, 密度會隨黑洞半徑增長而減少。

· 在事件視界附近的潮汐力會明顯較弱。 假如有一太空人向黑洞中央移動, 在他到達黑洞深處之前不會感受到明顯潮汐力, 這是因為事件視界距離位於中央之引力奇點很遠所致。 於2004年5月,Paolo Padovani及其他天文學家發表他們發現了在銀河系以外30個超大品質黑洞。他們的發現令我們知道超大品質黑洞的數量最少是以往所知的五倍。現在相信每一個星系的中央包含一個超大品質黑洞,而它們大部分都處於“不活躍”的狀態且吸積不多。相反在球狀星團的中央卻沒有黑洞,不過相信一些如在飛馬座的M15及在仙女座星系的Mayall II的中央仍有黑洞,估計品質約有10∧4的太陽品質。一些星系,如0402+379星系有兩個超大品質黑洞,形成一個二元系統。若它們相撞,將會產生強勁的引力波。超大品質黑洞的品質與其身處的星系形態有關。這顯示了星系球體的品質與超大品質黑洞的品質有著相互的關連。而黑洞的品質亦與星系的分散速度有著更緊密的關連。但是這個關連卻未被解開。

太陽坍縮

超重黑洞對於現如今的地球來說還是一個無法預估的威脅,據NASA報導說地球附近可能存在一個小型黑洞,但是接下來並沒有給出任何可信的證據來證明這個事實。但是太陽系中央的太陽數億年後會發生塌縮,小型中子星變黑洞,品質不變引力也不變,但是密度卻呈指數級增長,會發生不可預測的事件。反觀每個星系中央都會有黑洞的事實,而太陽系,很有可能就是星系中央未坍縮之前的樣子吧。這種情況可能會持續數萬年或者更久,或者數百年之後。

於2004年5月,Paolo Padovani及其他天文學家發表他們發現了在銀河系以外30個超大品質黑洞。他們的發現令我們知道超大品質黑洞的數量最少是以往所知的五倍。現在相信每一個星系的中央包含一個超大品質黑洞,而它們大部分都處於“不活躍”的狀態且吸積不多。相反在球狀星團的中央卻沒有黑洞,不過相信一些如在飛馬座的M15及在仙女座星系的Mayall II的中央仍有黑洞,估計品質約有10∧4的太陽品質。一些星系,如0402+379星系有兩個超大品質黑洞,形成一個二元系統。若它們相撞,將會產生強勁的引力波。超大品質黑洞的品質與其身處的星系形態有關。這顯示了星系球體的品質與超大品質黑洞的品質有著相互的關連。而黑洞的品質亦與星系的分散速度有著更緊密的關連。但是這個關連卻未被解開。

太陽坍縮

超重黑洞對於現如今的地球來說還是一個無法預估的威脅,據NASA報導說地球附近可能存在一個小型黑洞,但是接下來並沒有給出任何可信的證據來證明這個事實。但是太陽系中央的太陽數億年後會發生塌縮,小型中子星變黑洞,品質不變引力也不變,但是密度卻呈指數級增長,會發生不可預測的事件。反觀每個星系中央都會有黑洞的事實,而太陽系,很有可能就是星系中央未坍縮之前的樣子吧。這種情況可能會持續數萬年或者更久,或者數百年之後。

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