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难道黑洞也会发射气功波其实这是黑洞喷流, [复制链接]

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人们对于黑洞的定义就是连光也无法从这个天体中逃脱,但是随着人们观测手段的发展,科学家也观测到有一些黑洞会发射出长长的光柱,看起来就像是在发射气功波一样,难道黑洞真的会发射气功波吗?

其实这些所谓的气功波就是黑洞喷流,看起来是非常壮观,但实质上对于黑洞的影响并不大,根本就没有损耗到黑洞的质量,也就是相当于黑洞打了一个喷嚏,不过黑洞是宇宙中客观存在的一种天体,并不是什么生物,那么黑洞为什么又会产生这种现象呢?

黑洞喷流的特点

一般认为黑洞是大质量恒星演化到了最后,经过超新星的爆炸而形成的。在银河系中,大约就存在着几百万个黑洞,每个的质量大约在10倍的太阳质量左右,而科学家们发现,在宇宙中的每一个星系的中心区域,还存在着一个超大质量的黑洞,它们的质量大约是太阳的几百万倍乃至几十亿倍。

所以黑洞喷流通常就是由这些超大质量的黑洞产生的,会在黑洞核心很小的区域中向两极发射出长长的光柱,例如M87中心黑洞喷射出来的光柱,至少也可以延伸到光年。这些光柱的光度也非常强,通常都可以达到正常星系光度的倍,而且在核心区域发出的辐射甚至远远地超过了星系中恒星光度的总和。

黑洞喷流可以延伸到很远的距离,它的尺度可以远远地大于整个星系。由于这些被喷射出来的高能粒子,它们的速度都会非常高,一般都可以达到光速的百分之几十,有的甚至还可以接近于光速,所以这些喷流的运动都是属于相对论性的。

由于我们所在的观测位置通常都是在黑洞喷流的某一侧,如果利用射电源可以观测到黑洞两极的喷流,由于多普勒效应,朝着我们运动的一侧喷流的辐射会大大地加强;相反,远离我们运动的一侧喷流的辐射则会被削弱。

喷流出来的物质形成了星系的核心

超大质量黑洞时常会抛射出大量的物质,那么这些物质又会到了哪里呢?虽然黑洞喷流可以延伸到很远的距离,但也并不意味着所有的物质都会离开这个星系,而是有一部分物质又成为了星系的核心。

科学家们根据欧洲南方天文台甚大望远镜的观测数据,经过分析发现,恒星可以在这种极端的环境中形成。来自欧洲的天文学家团队研究了两个正在碰撞星系的情况,在这两个星系的南部中心区域,他们发现了有来自于超大质量黑洞巨大喷流的物质。

黑洞喷流中的物质会成为恒星形成的一部分,但它的形成过程是如何发生的,人们至今为止也还没有观测到,毕竟这种观测是非常困难的。但是这一现象的发现,对于物理学的发展都具有非常大的意义,那么这些黑洞喷流又是如何形成的呢?

黑洞喷流的形成过程

科学家还没有完全确定黑洞喷流的形成机制,但按照目前的理论,基本上已经形成了一个共识,黑洞喷流的形成基本上需要两大要素:一是转动,二是磁场。

由于黑洞的质量比较大,它的引力也比较大,只要有物体进入到了它的引力范围,很可能就会被撕得粉碎。即使有一些天体离得黑洞还是比较远,但也不意味着它们就可以逃脱黑洞的吞噬,因为黑洞会先将这些天体周围的气体吸引过来。

但是黑洞并不会马上将这些气体一口气就吞掉,而是会拉着这些气体围绕着黑洞旋转,这样这些气体也会拥有一个角动量。这些气体在旋转的过程中,会慢慢地离开原来所处在的恒星,成为了围绕黑洞旋转的物质。

由于这些气体与黑洞中心的距离不同,也会产生不同的旋转速度,距离黑洞中心越来越近的物质旋转速度会越来越快。随着黑洞不断地吸引更多的物质过来,之前的物质会压得离黑洞的中心越来越近,旋转的速度也会加快,大量的气体就围绕着黑洞旋转,这样也就形成了黑洞的吸积盘。

不过这些气体并不会马上掉进黑洞视界的内部,随着越来越多的气体被吸进了黑洞的吸积盘,气体的密度会越来越高,粒子之间的碰撞也会越来越激烈,这样又会使黑洞视界外部附近的温度越来越高,压力也会变得越来越大,也使得粒子形成了湍动。

其中有一部分物质也会因为减速而掉进黑洞视界里面,这样它们永远都无法从黑洞里面逃出来,也有一部分物质会随着这种运动的剧烈程度增加,逐渐地向黑洞两极移动,最终喷射出来,也就形成了黑洞喷流。

也有的说法是,这些气体在黑洞视界之外,已经不可能会维持中性粒子的状态,在高温的作用下,它们会被电离成为带电粒子,但是黑洞的周围都是布满了非常强的磁场,如果这些带电粒子想要从吸积盘的延伸方向逃离黑洞,肯定就会造成切割磁场,这样也就会产生洛伦兹力,那么它们的运动方向肯定也会因此偏转,最终是它们无法逃离黑洞。

而黑洞的两极,正是磁场磁力线延伸的方向,并不是说这里的磁场强度比较弱,而是由于带电粒子在这里是沿着磁场磁力线的方向相同或者反方向运动的,所以受到的洛伦兹力会非常小,甚至可以视为零,再加上这些物质的速度非常快,已经非常接近于光速,所以这些物质就比较容易从黑洞的两极逃离,形成了非常壮观的黑洞喷流。

综上所述,黑洞喷流非常壮观,但也是需要达到一定的条件才可以形成的,通常都认为这个条件是需要旋转和非常强大的磁场,这样这些物质才有可能会从黑洞的两极喷射出来,但其实它们还是处在黑洞视界之外,这种喷流其实根本就没有损耗黑洞的质量,在某种程度上来说,也就是相当于黑洞打了个喷嚏。

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