宇宙黑洞的研究现状

宇宙黑洞的研究现状。

  天文学家通过长期观测发现，在宇宙中有一些引力非常大，却又看不到任何天体的区域称之为黑洞。黑洞是位居宇宙空间和时间构造中的一些深不见底的类似井状的东西，具有极大的吸引力，包括光在内的任何物体，都无法逃脱被吸入的命运。这就使得人们对于黑洞的研究变得异常困难：它既不向外发散能量，也不表现出任何形式的能量，人们根本无法看到它。因此，人们对于黑洞的研究就象是对一种看不见的东西进行研究。

  科学家们认为，黑洞由一颗或多颗天体坍塌形成，当一颗质量相当大的星体核能（氢）耗尽后，没有辐射压力去抵抗重力，平衡态不再存在时，这个星体将全面坍塌。质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。根据科学家的计算，当中子星的总质量超过三倍太阳的质量时将再没有什么力量能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。若其质量仍大于三个太阳质量时，那么连中子的气体压力也不能平衡重力，星体将继续塌缩至它的重力半径范围之内。这时，引力之大足以使一切粒子，包括光子，都被引回星体本身，不能外逸，就形成了引力极强的黑洞。黑洞可以吞噬附近的一切物质，它先将物质吸引到附近围绕它们高速旋转；随着旋转的加快，物质变为炙热的等离子体，并逐渐靠近黑洞旋转中心；当它们最终接近黑洞时，就会被吞噬。

  通常，黑洞是无法被发现的，但是也有例外：如果在它附近有气团，则会产生飞向黑洞的气流，于是气流也就暴露了黑洞的位置。众所周知，在压缩时气体物质会被加热到几百万度，同时产生强烈的x射线和x射线辐射。用x射线观测望远镜就可以探测到黑洞的存在。2004年，著名的“钱德拉”x射线观测望远镜发现了一颗巨大黑洞的x射线，并将其命名为“sdsspj306”，它位于距离我们地球26亿光年的mso735星团。天文学家通过对这些x射线和其所在星系的重力影响一起进行检测，推测它“出生”于127亿年前――而宇宙大爆炸发生在137亿年前。这说明，黑洞与星系同时演化，两者谁也不会单独主导早期宇宙中星体的快速诞生。

  在此次观测中，天文学家们还在处于星系中心的“sdsspj306”，黑洞的周围发现了许多新生星体，而且更多的星体正在形成之中。该发现给新出现的星系形成演化理论提供了重要的直接证据。

  科学家们认为，黑洞是有质量的。黑洞一般被旋转的热气体圆盘所包围，这些热气体在以螺旋运动逐渐被黑洞吸收时会发出大量的电磁辐射。黑洞附近发光的氢原子谱线的宽度与旋转速度有关。旋转速度越快，氢原子发出的谱线越宽，说明黑洞的质量越大。通过对氢原子谱线研究发现，“sdsspg306”黑洞有10亿个太阳重，所以产生的能量更是太阳的20万倍。这个黑洞如此之大，以致它的引力作用范围大小与银河系相当。在这个黑洞吞噬星团的同时，还将一些热气体以射流形式喷还给宇宙，形成了两个巨大的洞穴，没个洞穴的直径大约为65万光年。黑洞在此喷发出来的气体质量，相当于1万个太阳的质量，这种喷射已经持续了1亿年之久。

  黑洞有大有小。