2019 年 4 月 10 日，第一張黑洞照片公布，人類第一次直觀地觀察黑洞。“上鏡”的是一顆超大質(zhì)量黑洞，位于位于橢圓星系 M87 核心，約 70 億倍太陽質(zhì)量。

人類第一張黑洞照片，從上到下依次為背

　　這張照片是根據(jù) EHT（事件視界望遠鏡）于 2017 年 4 月連續(xù) 10 天的觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)過 2 年的數(shù)據(jù)處理，發(fā)布的第一張黑洞的直接影像。由于觀測是由 EHT 使用肉眼看不見的電磁波進行，因此圖像的顏色是假色。

　　早在 2007 年，科學家們利用歐洲宇航局的“XMM-牛頓”衛(wèi)星，首次發(fā)現(xiàn)命名為“RE J1034+396”的黑洞，其X射線輻射具有一小時左右的周期性震蕩信號。后因觀測路徑被太陽阻隔，信號中斷。

　　時隔 11 年后的 2018 年，科學家們使用“XMM-牛頓”衛(wèi)星、“核光譜望遠鏡陣列（NuSTAR）”衛(wèi)星和“雨燕（Swift）”衛(wèi)星，再次對此黑洞開展聯(lián)合觀測，發(fā)現(xiàn)其X射線震蕩信號仍然存在，而且比以前更強了。

　　科學家將這個震蕩信號形象的稱作黑洞的“心跳”，是黑洞觀測的有效手段。

　　黑洞為什么有“心跳”？

　　黑洞的“心跳”和我們理解的心跳完全是兩回事。

　　黑洞是由質(zhì)量足夠大的恒星在核聚變反應(yīng)的燃料耗盡而死亡后，發(fā)生引力坍縮產(chǎn)生的。黑洞的引力很大，大到連光都無法逃脫。強大的引力無時無刻在吸引周圍的物質(zhì)向黑洞靠近，最終被黑洞吸收。

黑洞的形成

知道為什么叫黑洞了嗎(來源:NASA Godda

　　物質(zhì)在逐漸落入黑洞的過程中，會形成一個圓盤狀的結(jié)構(gòu)（吸積盤），并在黑洞周圍很小的空間里釋放大量的能量，同時伴有節(jié)奏性及周期性震蕩信號，就仿佛是心跳一樣。

黑洞的“心跳” 實質(zhì)是黑洞外圍產(chǎn)生的

　　黑洞的“心跳”，攜帶有關(guān)于黑洞視界附近的物質(zhì)尺度和結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵信息，有助于科學家了解其體積大小，以及其周圍空間的更多信息。

　　如何觀測黑洞

　　既然黑洞是一種引力極其強大的天體，連光線都不能逃逸，又不發(fā)射任何電磁波，如何觀察呢？

　　我們先來看看黑洞的構(gòu)造。

黑洞結(jié)構(gòu)，黑洞本身就是一個奇點來源

　　目前，黑洞本身是不可直接觀測，但是科學家可以通過觀察黑洞周圍的天體來判斷黑洞的存在。

　　一般而言，通過各種波段的Ｘ光、紅外線和無線電波，來進行“噴流”的觀察；而“吸積盤”的觀察，則通過Ｘ光、紫外線和可見光。

　　透過不同波段的光線所攜帶的信息，可以讓科學家研究黑洞的系統(tǒng)，現(xiàn)在科學家們使用“多波段的望遠鏡”來進行黑洞觀測。黑洞“心跳”的觀察，就屬于間接觀察黑洞的手段之一。

　　由于黑洞引力很大，科學家還可以通過黑洞與周圍環(huán)境的引力相互作用來推斷黑洞的存在。廣義相對論認為宇宙空間、時間和引力存在相互作用，像黑洞這樣大質(zhì)量天體能夠扭曲其周圍的空間，影響周圍恒星的運行軌跡。

黑洞影響范圍內(nèi)的恒星圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)來

　　如果黑洞和某顆恒星構(gòu)成雙星系統(tǒng)，在黑洞引力作用下，恒星的氣團不斷流入黑洞，驟然激起的高溫會導(dǎo)致多種波段的射線產(chǎn)生，此時，科學家可以通過對恒星運行軌跡和吸積盤的觀察間接發(fā)現(xiàn)黑洞存在。

雙星系統(tǒng)恒星圍繞黑洞運行，恒星物質(zhì)

　　最終，恒星消失，恒星物質(zhì)環(huán)繞黑洞。2019 年 4 月發(fā)布的第一張黑洞照片，顯示的就是這一現(xiàn)象。

　　如果兩個黑洞構(gòu)成雙星系統(tǒng)，那么這兩個黑洞將在“相親相殺”中最終融合成一個新的黑洞，黑洞的合并會發(fā)射強烈的引力波，可以作為科學家判斷黑洞存在的證據(jù)。

　　2015 年 9 月 14 日，科學家在 LIGO 引力波天文臺首次成功直接觀測了引力波，此次觀測也為黑洞雙星的存在提供了第一個觀測證據(jù)。

黑洞撞擊融合，激起引力波來源:pinte

　　新的黑洞會因后坐力脫離原本在星系核心的位置。如果速度夠快，它甚至有可能脫離星系母體。

黑洞碰撞模擬來源:LIGO Lab

　　觀察黑洞對理論物理的發(fā)展具有極大的推動作用。按照概率推算，過去 100 億年，銀河系應(yīng)該誕生 100 萬個恒星級黑洞，但已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的黑洞數(shù)量僅為兩位數(shù)。

　　隨著科學技術(shù)的發(fā)展，觀察儀器設(shè)備的提升，越來越多的黑洞將會被發(fā)現(xiàn)，你有沒有想去發(fā)現(xiàn)一個呢？

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的黑洞竟然也有“心跳”？探寻夜空中暗藏的节律的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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