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黑洞是什么?

黑洞是什么?为什么要给黑洞拍照?……在备受瞩目的黑洞照片揭开神秘面纱之际,参与EHT项目的中科院上海天文台向媒体提供了一系列黑洞相关科普知识——


黑洞是什么?


理论上,黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体,它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围,该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界(event horizon)。


宇宙中,天文学家们根据质量将宇宙中的黑洞分成三类:恒星级质量黑洞(几十倍至上百倍太阳质量)、超大质量黑洞(几百万倍太阳质量以上)和中等质量黑洞(介于前两者之间)。



致密天体根据质量的分类,图片来源:NASA


为什么要研究黑洞?


黑洞就在宇宙中,黑洞自身有一堆让人着迷的秘密,等着人类去研究。第一,在人类居住的银河系中中心就有一个超大质量黑洞,它的质量大约400多万倍太阳质量;第二,这颗超大质量黑洞会影响人类的生活吗?第三,银河系中除了这个超大质量黑洞外,还有很多恒星级黑洞,它们和人类有关系吗?第四,黑洞和它所在的星系之间究竟有什么关系,这也是天文学家非常关心的领域。


遥远宇宙中拥有巨大黑洞的类星体示意图(图片制作人:李兆聿。背景图片来源于NASA/JPL-Caltech和Misti Mountain Observatory)


如何确认黑洞的存在?真的有黑洞吗?


黑洞的名字,乍一听,黑的洞,那是不是表明没法看见;如果没法看见,那怎么就知道它存在呢?在这次拍照前,天文学家们是通过各种间接的证据来表明黑洞的存在,主要有三类代表性证据。


第一,恒星、气体的运动透露了黑洞的踪迹。黑洞有强引力,对周围的恒星、气体会产生影响,于是我们可以通过观测这种影响来确认黑洞的存在。


第二,根据黑洞吸积物质(类似于“吃东西”)发出的光来判断黑洞的存在。

第三,通过看到黑洞成长的过程“看”见黑洞。


还有很多类似的证据,无不说明了黑洞真实存在。但这些还是间接的证据,人类还想直接“看”到黑洞,于是,通过全球科学家的广泛合作和持续努力,终于直接拍到即将问世的首张黑洞照片。



银心附近恒星的运动截图,图片来源:Keck/UCLA Galactic Center Group


来源:中国新闻网

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