美宇航局发现“最年轻”黑洞

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美宇航局发现“最年轻”黑洞
2010年11月17日 01:25新京报【大中小】 【打印】共有评论0条
为30年前超新星爆炸形成,是人类科学史上发现的最年轻黑洞
美国宇航局15日宣布,研究人员在距离地球大约5000万光年的太空发现“年仅”30岁的黑洞。
研究人员认为,这一黑洞质量大约是太阳的5倍,由一颗质量大约20倍于太阳的超新星爆炸形成。它有望为科学家研究黑洞如何从“婴儿”状态开始演化提供独特机会。
距地球约5000万光年
天文学家们当天在美国宇航局的一个新闻发布会上介绍说,该黑洞是代号为“SN1979C ”的超新星爆炸的遗骸。该超新星所处的室女星系团距离地球约5000万光年。
美国《华盛顿邮报》说,来自马里兰州斯旺顿的天文学家古斯。约翰逊可能见证这一黑洞的诞生时刻。
1979年,约翰逊观测星空时,看到一个星体突然猛地一亮。随着约翰逊的发现,这颗超新星才走入人们视线,后被命名为SN 1979C. SN1979C 是当时人们直接从地面观测到的银河系外第三颗超新星。它是一颗质量达到太阳20倍以上的恒星坍塌后所形成的。
按《华盛顿邮报》说法,尽管SN1979C 距离我们5000万光年,但这个距离对于浩瀚的宇宙而言并不算遥远,SN1979C 甚至算得上地球的近邻。
稳定、明亮的X 射线源
依靠越来越先进的设备,天文学家对SN1979C 的了解日益增多,SN1979C也成为研究人员眼中最重要和研究最多的星体之一。
天文学家们对美国宇航局钱德拉X射线太空望远镜等的观测数据进行分析后发现,在1995年至2007年的观测期间,该恒星坍塌后形成的天体作为一个明亮的X 射线源一直保持稳定。
这处星体附近区域强烈的X 射线与黑洞发出的X 射线一致。天文学家据此认为,这一天体可能是个黑洞,它靠不断吞噬来自超新星或双子伴星的物质来满足自己的“胃口”。
不排除黑洞外其他可能
研究人员同时谨慎表示,不能排除黑洞外的其他可能。
虽然该天体是黑洞的可能性更大,但不能完全排除其他解释。比如说,一颗伴有强劲高能粒子风、快速旋转的中子星,也可能会产生所观测到的X 射线辐射。他们表示,无论是哪种解释最终得到确认,新发现都为从头开始观测一个天文事件提供了良机。
美国宇航局戈达德航天中心天体物理学家金伯利。韦弗说:“我们以前从不知道一个黑洞诞生的具体时间,现在能观察它演化到孩童和青少年的阶段。”
-科研意义
首次观测黑洞早期状态
美国加州大学伯克利分校天体物理学家亚历克斯。菲利片科教授认为,“最年轻”黑洞的发现给科学家提供了首次观测黑洞早期状态的机会。
人类已经知道在银河系有几十个恒星型黑洞,但并不清楚它们的年龄。科学家也没有真正观测到黑洞的“婴儿期”,尤其是在如此近的距离。“事实上,它几乎就在我们的后院。”菲利片科说。
观测黑洞成长绝佳机会
澳大利亚天文学家菲利普·爱德华兹认为,SN 1979C将给科学家提供观测黑洞成长的绝佳机会,“随着它不断长大,我们将看到其X射线量、辐射量和光学变化。”
哈佛—史密森天体物理学中心天文学家丹尼尔·帕特诺德说:“这是我们首次能够观察一个看上去肯定是黑洞的天体的形成与成长。”尽管科学家们更倾向于年轻黑洞的理论,但也不排除中子星的可能,SN 1979C超新星爆炸后究竟形成何种天体,只有靠时间和更多的观测才能下定论。
有助了解其他恒星命运
理论上说,质量超过太阳20倍的恒星爆炸后有可能成为黑洞;质量不足太阳20倍的星体在生命终点会塌缩成密度极大的中子星。
但科学家还未能明确分清超新星爆炸形成中子星和黑洞的分界线。如果是黑洞,它将持续不断地贪婪吸收周围物质;如果是中子星或脉冲星,它将一边高速自转、一边发射像电子束一样的电脉冲。
SN1979C 的亮度一直没有变暗,意味着新诞生的黑洞正在吞噬尽可能多的物质,落入其中的物质被分裂时导致大量X 射线产生。
但随着黑洞质量的增加,其吞噬的物质也将增加,不过,它依然需要一百万年质量才能翻倍。(谢来)
-小知识所谓“黑洞”,是指引力场很强的一种天体,就连光也不能逃脱出来。尽管有关黑洞存在的理论一直有争议,人类也无法直接观测到黑洞。但科学家已经可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测它的存在。黑洞根据其质量的大小可以大体分成三类,迷你型,恒星型,超大质量型。
超大质量黑洞
超大质量黑洞是所有黑洞中最大的,其质量是太阳质量的10万倍以上。有科学家相信,很可能所有星系的中心,包括银河系在内,都会有超大质量黑洞存在。
它们的形成可能是由于高密度星团的塌缩所至,也可能是由恒星型黑洞质量不断累积而成。
恒星型黑洞
恒星型黑洞是质量超过太阳20倍的恒星在生命末期形成的。当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料,在外壳的重压之下,核心开始塌缩,直到最后形成体积小、密度大的星体,由于其密度如此之大,靠近它的物体都被它的引力所约束,不管用多大的速度都无法脱离,即使光也无法向外射出,由此产生新的天体———恒星型黑洞。本次发现的黑洞就属于恒星型黑洞。
迷你型黑洞
理论上说,迷你型黑洞可能在宇宙的早期产生,发生宇宙大爆炸时,有一些物质膨胀的速度更快,导致其他物质被压缩进入迷你型黑洞。但这一理论还未能得到证实。也有人相信,大型强子对撞机的质子与质子相撞试验时,质子对撞如果彼此穿过对方,可能会产生迷你型黑洞,不过即便产生,它们也会在瞬间蒸发。