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2024 年 10 個令人驚嘆的黑洞發現

  • 2024-12-29
  • Armanda
藝術家對被恆星包圍的黑洞的詮釋 (圖片來源:蓋蒂圖片社)

黑洞是可怕的怪物,具有巨大的引力,導致它們吞噬所有穿過它們的物體。。

然而,時空破裂的物理破壞力也是其吸引力的一部分——吸引了那些想要研究黑洞在塑造星系中的作用的科學家,以及那些尋找統一理論的科學家。。以下是今年最可怕的黑洞發現。

科學家在銀河系中心發現了一個極其罕見的“缺失環節”黑洞

藝術家對二元系統的印象,假設神秘物體是黑洞。(圖片來源:Daniëlle Futselaar)

宇宙中存在的已知黑洞分為兩種類型:質量達太陽幾十倍的黑洞和質量可達 500 億個太陽質量的超大質量黑洞。但前者究竟是如何演化成後者的尚不清楚,特別是目前還沒有任何證實的黑洞處於尷尬的中間階段的目擊事件。


輸入一個,天文學家在 IRS 13 星團內發現了它,距離人馬座 A* 僅有十分之一光年,人馬座 A* 是位於人馬座中心的超大質量黑洞。如果科學家能夠證實它的存在,它可以為黑洞如何演化提供重要線索。

超大質量黑洞消耗物質的速度比應有速度快 40 倍

星系插圖,放大插圖顯示黑洞(圖片來源:NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/M. Zamani)

今年,科學家們發現了另一個關於超大質量黑洞如何生長到難以想像的規模的線索,其形式是。

這發現了黑洞,因為它在大爆炸後僅 15 億年就出現了,它吞噬物質的速度比其理論進食極限(稱為愛丁頓極限)快 40 倍。這一發現可以解釋為什麼在宇宙歷史的早期就出現瞭如此多的巨型黑洞。

詹姆斯·韋伯望遠鏡發現的“不可能”黑洞可能終於有了解釋

兩個黑洞即將合二為一的插圖。(圖片來源:NASA/JPL-Caltech)

關於 LID-568 瘋狂進食的發現遠非早期超大質量黑洞形成的最終定論。理論家還提出了黑洞是如何在整個宇宙中播種的,而沒有像今天通常那樣從死亡的恆星中出現:。

大多數都是這些小根據新的假設,它們蒸發了,但倖存下來的那些以驚人的速度吞噬和融合,達到了巨大的規模。

微小的黑洞可能會掏空行星並穿過我們的身體

藝術家對原始黑洞的描繪。(圖片來源:美國宇航局)

另一項關於原初黑洞的理論提議今年也引起了轟動:。也許它們正在挖空行星并快速穿過我們的身體和建築物,只留下微觀痕跡。

如果能夠找到遍布宇宙的微小黑洞,那麼它們將成為大多數缺失物質的直接候選者,這些物質似乎會施加引力,但幾乎不與光相互作用。

有史以來最大的黑洞噴流長達 140 個銀河系

一位藝術家對卟啉的插圖展示了巨大的噴射流橫跨宇宙網的捲須。(圖片來源:E. Wernquist/D. Nelson(IllustrisTNG 協作)/M. Oei 2.)

一些黑洞再次噴出墜落的物質,形成巨大的、近光速的等離子體射流,可以延伸數百光年。但— 以希臘神話中的巨人命名的 Porphyrion — 確實很出色:長度為 2300 萬光年,這對星體長度長達 140 光年星系首尾相連。

黑洞“噴燈”導致附近恆星爆炸

藍色激光束從黑洞射出並穿過雙星系統的插圖(圖片來源:NASA、ESA、約瑟夫·奧爾姆斯特德 (STScI))

黑洞噴流不僅僅是令人難以置信的特徵。它們是宇宙怪物塑造更廣闊宇宙的強大但仍然神秘的力量。研究人員首次觀察到。

由於恆星並未直接被光束擊中,因此射流究竟如何導致恆星爆炸尚不清楚。通過尋找答案,天文學家可以更好地了解黑洞如何影響極其遙遠的周圍環境。

天文學家發現為什麼有些黑洞有“心跳”

一個星系,有一束對角線的光線穿過它(圖片來源:NASA/ESA/STScI)

在進食時,黑洞可以將它們的“食物”加熱到極高的溫度,從而釋放出持續數百萬年的巨大X射線耀斑。但這些耀斑內部潛藏著另一個奇怪的信號:類似於心跳的規則光脈衝。通過研究其中一個耀斑,天文學家:它們是由黑洞食物中的衝擊波產生的。

事件視界望遠鏡揭示了為什麼我們銀河系的黑洞旋轉得如此奇怪

從阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列觀察到的銀河系及其中心黑洞的位置。(圖片來源:ESO/José Francisco Salgado (josefrancisco.org)、EHT 協作)

我們銀河系的中心黑洞人馬座 A* 是一個巨大的時空裂縫,質量是太陽的 400 萬倍,寬 1,460 萬英里(2,350 萬公里)。但對於這種規模的黑洞來說,這些都是相當標準的比例。人馬座 A* 的不同尋常之處在於它的自轉速度快得驚人,並且與銀河系的其他部分不協調。


今年,使用事件視界望遠鏡在 2022 年捕捉到了,科學家找到了答案:人馬座A*是,其不平衡的旋轉是其暴力起源的一個關鍵標誌。

科學家發現第一個黑洞“三重”系統

藝術家對被一顆大質量恆星和一顆遙遠恆星包圍的黑洞 V404 Cygni 的詮釋(圖片來源:豪爾赫·盧戈/麻省理工學院)

雙星系統中存在許多黑洞,繞著伴星運行,但研究人員現在已經發現,使其成為有史以來第一個黑洞三重系統。這一發現除了本身創造了一個全新的類別之外,還對黑洞的形成產生了嚴重影響。

雙星系統中存在的黑洞通常被認為是由恆星的引力塌縮產生的。但天文學家表示,這個三重態可以提供黑洞直接從氣體雲中塌縮的第一手證據。

休眠的黑洞咆哮著復活

藝術家想像中的超大質量黑洞,籠罩在橙色氣體中,從漫長的沉睡中醒來(圖片來源:ESO/M. Kornmesser)

黑洞通常要么是活躍的並消耗周圍的物質,要么是休眠的,因為它們已經吞噬了其中的一切。黑洞在這兩種狀態之間轉移的情況很少見。但天文學家現在發現了一個黑洞。

黑洞重新激活的原因尚不清楚,但天文學家推測它可能已經開始捕獲新物質。或者,光線來自它捕獲並爆炸的時空奇點恆星附近。

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