游走于黑洞的边缘,却不被黑洞所吞噬,这个天体是怎么做到的?
时间:2022-07-07 06:56:44 来源:科普之家 作者:科学信仰 栏目:头条 阅读:25
黑洞是宇宙中一种极其强大的天体,理论上认为黑洞的实体只是一个密度无限大而体积无限小的奇点,不过由于黑洞事件视界范围内的区域是完全不可见的,所以我们可能永远无法去验证这一推断。
为什么黑洞事件视界之内是完全不可见的呢?要摆脱一个引力场的束缚,就必须要具有一定的初始速度,比如要摆脱地球引力的束缚,进入近地轨道,就必须要达到第一宇宙速度,也就是每秒7.9千米。而要彻底摆脱地球引力前往其它星球,那么就必须达到第二宇宙速度,也就是每秒11.2千米。若是想摆脱整个太阳系的引力束缚而去往宇宙深空,那么就必须达到第三宇宙速度,也就是每秒16.7千米。
黑洞的引力强度远非地球和太阳可比,所以在一定范围之内,即便是达到了光速,也无法逃逸而出,所以这个范围之内的区域就成为了一片完全不可见的世界,而这个不可见世界的边界就被我们称之为“事件视界”。
在事件视界之内,光也无法逃逸而出,但这并不意味着事件视界之外就是安全的,事实上黑洞引力所能够影响的范围是非常广的,不过这也并不稀奇,即便是太阳,引力也可以作用于2光年之外。受黑洞强大的引力影响,广大范围内的天体都会围绕其运行,于是也就形成了一个更为强大的引力核心,这个引力核心可以主导一个星系的运行。
同宇宙中所有的星系一样,银河系的中心也存在着一个恒星级的黑洞,它的质量约为太阳质量的400万倍。
这个被命名为“人马座a*”的黑洞带动周围密集的天体运动并形成了一个引力核心,也就是银心,在银心的作用下,半径为数十万光年的银河系就转动了起来。黑洞周围的天体会因黑洞的引力作用而围绕其运行,但如果一个天体与黑洞之间的距离太近,那么则无疑会被黑洞的引力撕裂并吞噬。有没有例外?有,在2011年的时候,天文学家就发现了这样的一个天体。这个天体的光谱型为G,所以就被命名为G2,被发现的时候,它的运动轨迹正呈现向黑洞靠近的趋势。
起初,天文学家预测G2的最终命运就是被黑洞的引力撕裂并吞噬,于是便满怀期许地等待着,毕竟黑洞吞噬恒星的场面可不是经常能见到,然而结果却令人大吃一惊。
经过3年的等待,2014年,G2终于来到了距离黑洞事件视界最近的地方,由于黑洞强大的引力拉扯,它的形状开始变化,被越拉越长,然而它最终并没有被撕裂,而是从黑洞的身边逃走了,而且随着距离与黑洞越来越远,它被拉长的身形也逐渐恢复了原样。天文学家们没有等来黑洞吞噬恒星的奇观,但却等来了恒星逃离黑洞的盛景,这更是难得。那么G2到底何德何能,为什么能够从黑洞强大的引力之中逃离出来呢?
其实说G2是一颗恒星有些牵强,严格上来说,它应该是一个尘埃云,通过观测,我们只能够确定它的表面是大量的气体和尘埃。
但是这片尘埃云和普通的尘埃云又不相同,它自身的温度很高,温度从何而来呢?由此可以推断尘埃云中间存在着恒星。若如此说,恒星的外围为什么会附着如此之多的气体和尘埃呢?因为这并不是一颗独立的恒星,而是两颗恒星碰撞之后的产物,由于碰撞,大量的气体和尘埃被释放了出来,所以才会形成这样一个特殊的尘埃云。当然,这只是推测,而针对这一推测,德国科隆大学的科学家则提出了一个不同的看法。
这样一个尘埃云,内部并不一定是一颗由两个恒星碰撞产生的新恒星,也有可能是三个相互运行的恒星,而这三颗恒星的年龄可能只有100万年左右。
由于恒星本身就是从星云之中产生的,而这三颗恒星又是刚刚形成,所以周围还有大量的气体和尘埃未被吸收。不过说法的唯一问题在于,就目前的了解来看,人马座a*附近并不具备恒星形成的条件。不论G2是两个恒星碰撞的产物也好,三颗新恒星也罢,都无法解释它为什么能够从黑洞边缘逃脱。其实,人类对于黑洞周围的极端环境以及天体之间的引力相互作用,认知都十分有限,这个谜题还需要我们慢慢破解。
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