在茫茫的宇宙中有一群奇特的天體,它們有魔鬼般的引力,貪婪地“吞吃”著一切靠近它的物質(zhì),甚至連自己的同類也不放過。這種連光也不能逃脫它魔掌的天體被天文學(xué)家形象地稱為“黑洞”。人們無法直接觀測到黑洞,但可以通過測量它對周圍天體的作用和影響,間接地觀測或推測到它的存在。黑洞的神秘特性,一直是天文學(xué)家夢寐以求揭開的面紗。隨著探測技術(shù)和計算技術(shù)的發(fā)展,“黑洞”的面紗被一點點地揭開,下面是最近對“黑洞”研究的部分新發(fā)現(xiàn)。
最年輕的黑洞
美國宇航局(NASA)11月10日在其官方網(wǎng)站上宣布:“在我們鄰近的宇宙空間發(fā)現(xiàn)了一個不尋常的物體?!彼^的“不尋常的物體”原來是一個年僅31歲的黑洞,這個黑洞是在SN1979C超新星的遺骸中發(fā)現(xiàn)的,距離地球5000萬光年,是目前人類科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的最年輕黑洞。
發(fā)現(xiàn)這個最年輕黑洞的是美國宇航局的錢德拉x射線望遠(yuǎn)鏡,這個望遠(yuǎn)鏡是在1999年7月23日由哥倫比亞號航天飛機送到太空,目的是幫助天文學(xué)家搜尋宇宙中的黑洞和暗物質(zhì),從而更深入地了解宇宙的起源和演化過程。這個價值103億元人民幣的昂貴望遠(yuǎn)鏡是迄今為止人類建造的最先進、也最復(fù)雜的太空望遠(yuǎn)鏡。在它服役期間,為天文學(xué)家?guī)碓S多驚喜,這次最年輕黑洞的發(fā)現(xiàn)就是其中之一。
關(guān)于這個黑洞的年齡,從不同的角度來看是不同的,而且相差甚遠(yuǎn)。從天文學(xué)家的角度看,它只有31歲,因為天文學(xué)家獲得的X射線是這個黑洞31歲時發(fā)出的,因此稱它為至今發(fā)現(xiàn)的“最年輕”黑洞。但是,由于這個黑洞離地球有5000萬光年的距離,也就是說,x射線望遠(yuǎn)鏡在接收到黑洞的射線時,已經(jīng)走了5000萬年,因此這個黑洞已經(jīng)不是一個年輕的黑洞了,它的實際年齡應(yīng)該是5000萬年左右。對于它是否真正是一個黑洞,天文學(xué)家還沒有確切的把握,研究人員也在考慮另一種很吸引人的可能性:這些x射線可能是一顆帶有高能粒子的快速旋轉(zhuǎn)中子星發(fā)出的。如果是這樣的話,SN1979c超新星中的這個天體將是迄今為止觀測到的最年輕、最明亮的“脈沖風(fēng)星云”,是已知最年輕的中子星。而在此之前發(fā)現(xiàn)的明亮的脈沖風(fēng)星云——蟹狀星云約有950歲。
這個黑洞的發(fā)現(xiàn),為科學(xué)家觀測這類嬰兒期天體提供了獨一無二的機會。美國宇航局在當(dāng)天記者會上發(fā)布的聲明稱,這個黑洞將能夠幫助科學(xué)家更好地理解大質(zhì)量恒星是如何爆炸的,恒星爆炸后留下的是黑洞還是中子星,以及我們銀河系和其他星系黑洞的數(shù)量。
宇宙的巨型啞鈴型“氣泡”
科學(xué)家在處理費米太空望遠(yuǎn)鏡的全天影像數(shù)據(jù)時,驚奇地發(fā)現(xiàn)在銀河系中心有一個啞鈴狀的伽瑪射線“氣泡”結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)兩端的巨大氣泡十分顯眼、神秘,它們從銀河系中央分別向南、向北延伸,從室女星座直達天鶴星座,“年齡”可能以百萬年計,而且每個都有2.5萬光年寬。也就是說,如果一束光線從一個“氣泡”的邊緣穿越到另一個的邊緣,要花5萬年的時間。兩個氣泡連接起來可覆蓋可見夜空的一半?yún)^(qū)域,它們噴射著相當(dāng)于10萬顆超新星釋放的能量。
目前研究人員仍不能確定這種巨大的氣泡結(jié)構(gòu)是如何形成的,但該結(jié)構(gòu)具有輪廓鮮明、清晰可辨的邊緣,這暗示著它們是由較大、快速且相當(dāng)近期釋放的能量形成的。據(jù)天文學(xué)家猜測,這些“氣泡”可能是由銀河系中央的一個超大型黑洞爆炸所產(chǎn)生,這個黑洞的質(zhì)量相當(dāng)于太陽的400萬倍。氣泡的來源目前還是一個謎團, 現(xiàn)在科學(xué)家正在進行更多的研究分析,希望能夠揭示一些關(guān)于銀河系的秘密。
人類起源于黑洞?
人類究竟起源于哪里?生物學(xué)家認(rèn)為人類是由已經(jīng)滅絕的古猿演化而來的,天文學(xué)家則將眼光放得更遠(yuǎn),從宇宙中尋找人類的起源。天文學(xué)家認(rèn)為行星起源于垂死恒星的塵埃中。然而,幫助形成這些早期恒星的塵埃又來自何處?因此,尋找恒星塵埃的來源將可以解開人類起源之謎。最近,英國曼徹斯特大學(xué)的研究人員認(rèn)為,他們已解開了這個塵埃來源的謎團,這些塵埃是來自超級黑洞爆發(fā)的風(fēng)中。 研究者們是通過研究類星體得出“人類起源于黑洞”這個驚人結(jié)論的。類星體是一種光度極高、距離地球極遠(yuǎn)的奇異天體,它的“個頭?’比星系小很多,但是釋放的能量卻是星系的千倍以上。據(jù)推測,在100億年前,類星體比現(xiàn)在數(shù)量更多,光度更大。類星體核心位置有一個超大質(zhì)量的黑洞,在黑洞的強大引力作用下,附近的塵埃、氣體以及一部分恒星物質(zhì)圍繞在黑洞周圍,形成了一個高速旋轉(zhuǎn)的巨大的吸積盤。物質(zhì)被吸入黑洞,在下落過程中釋放能量,產(chǎn)生無線電波(還有大量其他射線),但并不是所有的物質(zhì)都被吞噬進去了,部分物質(zhì)經(jīng)過烘烤、轉(zhuǎn)化又被回吐出來。宇宙中的這種拉鋸賽從未停止,從而導(dǎo)致恒星的高速形成和新元素的誕生。
研究人員分析了有關(guān)類星體塵埃放射的紅外線,發(fā)現(xiàn)它周圍的塵埃含有大量形成巖石的礦物,其中包括硅晶石(基本上是小沙粒)和被稱作鋼玉的鋁氧化物(人們熟知的紅寶石和藍(lán)寶石的主要成分)以及被稱作方鎂石的鎂氧化物(存在于大理石中)。研究人員認(rèn)為這些物質(zhì)可能是構(gòu)成恒星、行星和生命不可缺少的宇宙塵埃的重要來源。通過分析,研究人員肯定這些礦物質(zhì)是類星體產(chǎn)生的,因為在外太空的惡劣條件下,它們的晶狀結(jié)構(gòu)很難長時間存在,宇宙射線會將它們毀滅成不定形的玻璃狀形態(tài),這表明它們是剛形成的。而且,此前在太空塵埃中從未檢測到剛玉和方鎂石。這些理由為類星體創(chuàng)造早期塵埃的觀點提供了強有力的證據(jù)。
天文學(xué)家指出,幾十億年前形成的行星和遠(yuǎn)離黑洞的行星都是由垂死恒星噴出的塵埃形成的,地球也是這樣誕生的。而這些塵埃最初是在黑洞風(fēng)中形成的。氣體分子在黑洞數(shù)千度灼熱高溫下相互碰撞,聚集成了分子簇。這些分子簇越變越大,直到形成了塵埃顆粒。
研究人員計劃在其他類星體周圍尋找塵埃的蹤影,以進一步證明他們的發(fā)現(xiàn)。他們表示,也有可能類星體并不是早期宇宙中唯一的塵埃來源,人類可能就是一杯土,不過這抔土卻最終發(fā)展出了一段激蕩人心的歷史。(文章代碼:102402)