人類首張黑洞照片：M87黑洞有多可怕？【宇宙天文館】

黑洞究竟長什麼樣 最早在18世紀 法國數學家拉普斯 想像出黑洞天體的存在 他認為 在宇宙當中 有可能存在一種天體 引力場強大到光線都無法逃逸 之後在數年的研究中 科學家們逐漸完善黑洞的信息 但黑洞的圖像遲遲都沒有獲取到 直至2019年4月11號 首張黑洞圖像向世人亮相 這張照片 先是由分佈在世界各地的 8個射電望遠鏡 組成的事件世界望遠鏡 之後科學家們利用兩年的時間 進行圖像合成 最終才將黑洞的真面目 展現在眾人面前 這個黑洞也是迄今為止 唯一一個被成像的 圖像顯示了星系M87的 超大質量黑洞 周圍明亮旋轉的物質盤 由於黑洞附近存在強烈的隱蔽 圓盤的外觀是扭曲的 M87黑洞 所在的M87星系內 主要是由較老的恆星組成 是一個超距橢圓星系 擁有大量的球狀星團 預估能達到15000個 裡面又孕育了數萬億顆恆星 這個星系的恆星區域 就是一個活躍的超大質量黑洞 質量約為65億個太陽 超大質量黑洞周圍 延伸至少70億公里 這是連光都無法逃脫的邊界 如果黑洞停在我們的太陽系中 它的事件世界 可能會延伸到冥王星軌道之外 延伸到地球到太陽距離的 120倍以上 而據估計 黑洞吸吸氣體的速率 約等於每10年 吞下一個太陽質量 或是每天吃下91個地球質量 黑洞有多深不可測 凡是接近黑洞邊緣的物質 都會落入其中 以至於沒有任何粒子 甚至電磁輻射可以從中逃脫 諸如太靠近超大質量黑洞的恆星 可能會被撕成流光 在被吞下之前 發出非常明亮的光芒 而任何落入黑洞的物質 都可以形成 一個被摩擦加熱的外部吸積盤 並以接近光速的速度 在M87黑洞周圍旋轉 該圓盤會散發出熱量 無線電噪聲 和巨大的X射線耀斑 其中一些延伸超過10萬光年 一個多世紀以來 天文學家在M87星系 發現了一條突出的直線 圍繞中心黑洞旋轉的固熱氣體 沿著強磁場線射出 形成高聳的噴流 當電子沿著這些線盤旋時 它們會產生許多波長的輻射 從無線電到X射線 這些物質射流 以接近光速的速度 從M87星系噴出 並從銀河核心延伸5000光年 1999年哈勃太空望遠鏡拍攝的照片中 測量到M87噴流的運動速度 是光速的4到6倍 後來被認為是由噴流的相對論速度 引起的一種錯覺 而這些噴射流的能量來源 先是環繞黑洞周圍的吸積盤 亮度是太陽光的10億倍 旋轉速度超過每小時350萬公里 由於最裡面的區域 比更遠的區域旋轉得更快 這種不同的旋轉導致磁場盤繞起來 以接近光速的速度 將落入黑洞的物質噴出 從而為噴射流提供源源不斷的能量 使得這股噴射流能以勢不可擋之勢 像激光一樣衝破層層障礙 任何阻擋它的物質都會被它消滅 比如天鵝座A星系 就曾被超大質量黑洞的噴射流擊穿 並釋放出巨大的能量 黑洞如此可怕 它又是怎樣形成的呢 一般來說 重心的引力攤縮 是形成恆星質量黑洞的原因 當大質量恆星在其生命週期結束並坍塌時 就會形成恆星質量的黑洞 並通過吸收周圍的物質來生長 而質量達到數百萬太陽質量的超大質量黑洞 則可能通過吸收其它恆星 或與其它黑洞合併而形成 然而原則上 黑洞也可以在達到足夠密度的高能碰撞中形成 迄今為止 人類在銀河系中發現的黑洞數量只有幾十個 科學家們相信還有數億個 其中最大的黑洞TON618 最小的黑洞質量為太陽質量的3.8倍 而離地球最近的黑洞距離地球約1011光年 科學家們對黑洞的研究從未停歇 2016年2月11號 相關科學家宣佈 第一次直接觀測到了引力波 代表人類第一次觀測到黑洞合併 2021年3月24號 事件世界望遠鏡再次發佈了一張新圖像 顯示了來自這個黑洞的偏振光 光的偏振 首次為天文學家提供了黑洞磁場的特徵 黑洞的研究是一個撥雲見日揭曉謎團的過程 無數科學家沉迷其中 為了一點新發現而歡喜雀躍 直至將其完全研究透徹 也正是這種熱愛才使得科學家能突破層層障礙 逐漸深化人類對宇宙的認知