当一个黑洞苏醒了,我们可以做些什么?

天鹅座V404黑洞(V404 Cygni)在今年6月苏醒了 。
她自上次爆发后, 一睡就是26年, 这个世界上的90后还没有见过她上次爆发的模样 。 虽然无人知晓她的面容几何, 但我们可以读懂她从距离我们7800光年的遥远宇宙发来的消息——这条消息可是用高能的伽马射线和X射线写成的!
美国的雨燕(Swift)卫星最早收到了天鹅座V404黑洞苏醒的消息, 并通知了黯淡蓝点上的公民们 。

当一个黑洞苏醒了,我们可以做些什么?

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当一个黑洞苏醒了,我们可以做些什么?

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我们应当感谢科幻文学和科幻电影的繁荣, 它们让许多普通人认识甚至“目睹”了黑洞 。 现在, 或许连一个中学生都知道:黑洞引力巨大、撕裂一切, 连光线都逃脱不得 。
爱因斯坦在100年前提出了伟大的广义相对论, 认为当所有的质量都集中在一个非常小的奇(qi)点上时, 在某个范围之内会产生巨大的引力, 这就是黑洞吞噬万物的道理 。
望向宇宙深处的“眼睛”
看到这里, 或许你会问我, 既然连光都逃脱不出黑洞的手掌心, 我们怎样观测“黑洞”这个黑漆漆的洞呢?
人类的眼睛只能看到非常窄的一段电磁波谱, 如果你有幸获得一副可以看到X射线的眼镜, 那么你将看到全然不同的宇宙图景:我们的太阳会比现在暗许多, 夜空中不再有繁星点点, 而只剩下稀疏个亮点点缀其中——因为能够产生如此高能辐射的点源天体非常有限——只有中子星、黑洞和少数的白矮星 。
所以, 戴上这只神奇的眼镜, 你就可以看到天鹅座V404黑洞苏醒的样子啦, 它就是天空中最亮的那个点, 比目前知道的最亮的X射线天体天蝎座X-1(Sco X-1)还要亮上3倍 。 对于全人类来说, 望远镜就是这样一副神奇眼镜:光学望远镜帮助我们看到更暗的天体, 其它波段的望远镜帮我们认识光学之外的宇宙万物 。
当然, 科学家们并非透过望远镜的镜片就能直接看到张着大口、永远吃不饱的“黑洞怪物”, 人类所能做的只是间接地探测黑洞 。 接下来我们所说的黑洞之观测, 并不是地球人理所当然以为的“肉眼观测”, 而是通过能看见各种射线的望远镜观测 。
探测黑洞的秘诀
宇宙中有两类黑洞我们能够确认:
一类是恒星量级的黑洞, 它的质量比太阳大一些, 比如说大约有10个太阳质量, 这一类黑洞就像其它恒星一样, 存在于星系的各个角落里 。 就我们银河系而言, 估计就有超过一千万个 。
另外一类黑洞, 被称之为“超大质量黑洞”, 这类黑洞的质量往往相当于至少几百万个太阳的质量(2014年, 中国天文学家还发现了一个有10亿个太阳那么重的黑洞呢!), 它们通常孤独地存在于星系的中心 。
尽管这两类黑洞的质量有着天壤之别, 但是会产生类似的天文观测现象, 这里面可藏着人类观测、探测黑洞的秘诀噢!
第一就是黑洞周围那一圈明亮美丽的吸积盘 。
通过吸积附近的?气体, 黑洞周围会形成一个气体盘(就是吸积盘), 盘中的气体围绕着黑洞转动, 相互摩擦产生极大的能量, 以光的辐射释放出来, 被球上的望远镜或者太空望远镜所看到 。 然而, 因为观测望远镜能力的限制, 这一壮观景象的具体细节我们只能在电影中看到, 就像电影《星际穿越》中表现的那样 。 那是动画公司在科学家的指导之下, 根据大量计算数据将黑洞可视化的结果 。
第二种现象是喷流 。
与吸积盘不同, 喷流的空间尺度更大, 更容易为望远镜所看到 。 在某些情况下, 吸积气体的黑洞会将多余的、未进入黑洞中的气体沿着转动方向快速抛射出去, 这些气体由带电粒子构成, 本身含有磁场, 所以会产生辐射, 让我们探测到它的存在 。

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