黑洞是一種什么樣的天體

　　解釋

　　黑洞就是有一個地球漏洞因為里邊形成一股強大的磁場而形成一種神秘的地域。這個地方經(jīng)常沉沒船只，飛機等，據(jù)說是被無底黑洞吸了進去，象太平洋上的百慕大三角就是黑洞。

　　來自約翰-霍普金斯大學物理學與天文學系的Julian Krolik教授是該項研究的領導者之一，他說：“直到最近，我們研究小組的成員——來自弗吉尼亞大學的John Hawley和Jean-Pierre De Villiers——才編寫出足夠強大的計算機程序，足以跟蹤從動蕩的氣體、磁場，到相對論中定義的引力等所有被黑洞吸積的成分……這些程序打開了一扇探知物質(zhì)是如何落入黑洞這一復雜現(xiàn)象的窗口;也第一次揭示出復雜的磁場和愛因斯坦引力是如何結(jié)合、如何擠榨那些注定要永遠封閉在黑洞之內(nèi)的物質(zhì)，同時爆發(fā)出持久的能量。

　　在黑洞的外部邊界，牛頓提出的萬有引力定律不再有效，普通的軌道飛行也不可能出現(xiàn)。所以從這一點來說——正如過去30年所認為的那樣——物質(zhì)將快速、平穩(wěn)和寂靜地陷入黑洞之中。因此按照流行的觀點，黑洞——要不是它施加引力的話——只不過是一個大量物質(zhì)的被動吸納者。然而Krolik研究小組對那些落入黑洞的物質(zhì)進行的第一次實際計算結(jié)果，卻與大家的預料截然相反。比如一般認為，黑洞的附近應該是平和而且寂靜的;可是與之相反，根據(jù)相對論，物質(zhì)往里陷落的同時也擴大了物質(zhì)在流動時運動的隨機性，使得密度、速度和磁場強度都產(chǎn)生劇烈變動，進而驅(qū)使物質(zhì)和磁場來回波動。按照研究小組另一位領導者Hawley的說法，這種劇烈變動的后果是“顯而易見”的。

　　就像任何被攪動的流體一樣，直接靠近黑洞邊界的物質(zhì)會被加熱。這些額外的熱量所發(fā)出的光，地球上的天文學家都能看到，”Hawley說，“黑洞有一個特點就是它發(fā)出的光不斷變化。雖然人們30年前就知道了這個現(xiàn)象，但是直到現(xiàn)在也沒有找出造成這些變化的原因。而劇烈攪動中的加熱作用——現(xiàn)在已被視為黑洞附近磁力作用天然的副產(chǎn)品——正好為黑洞一直變化的發(fā)光量提供了一個合理的解釋。”

　　黑洞還有一個最驚人的特點，就是它能以接近光速的速度噴發(fā)。雖然長久以來人們一直認為磁場在這個過程中扮演了重要角色，但是Krolik等人首次模擬出一個磁場排出被吸積的氣體、從而產(chǎn)生噴發(fā)的具體過程。

　　也許該小組的計算機模擬方法最驚人的結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)黑洞附近的磁場在黑洞的吸積盤和遠處旋轉(zhuǎn)著的物質(zhì)之間起到連接作用，就像一輛汽車的傳動器，牢牢連接著旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機和它的輪軸一樣。Krolik說：“如果一個黑洞誕生時旋轉(zhuǎn)得很快，就說明它的‘火車頭’非常強勁，而它所捕獲的大量物質(zhì)，會逐漸降低它的旋轉(zhuǎn)速度。這些數(shù)量巨大的吸積物最后將‘接管’整個過程，將黑洞旋轉(zhuǎn)速度限制在一個上限之內(nèi)。”

　　在Krolik看來，作為“接管者”的吸積物，也許與黑洞許多最激動人心的特性有著很強的關聯(lián)。這也引起了他們廣泛的思考，比如：一個黑洞的噴發(fā)與其旋轉(zhuǎn)有關，所以旋轉(zhuǎn)速度限制可能就決定了噴發(fā)的力度。

　　發(fā)現(xiàn)“超大”黑洞

　　2015年3月1日，北京大學吳學兵教授等人在一個發(fā)光類星體里發(fā)現(xiàn)了一片質(zhì)量為太陽120億倍的黑洞，并且該星體早在宇宙形成的早期就已經(jīng)存在?？茖W家稱，如此巨大的黑洞的形成無法用現(xiàn)有黑洞理論解釋。

　　該發(fā)現(xiàn)對2014年之前的宇宙形成理論帶出了挑戰(zhàn)。至2015年的宇宙理論認為，黑洞及其宿主星系的發(fā)展形態(tài)基本上是亙古不變的。

　　德國麥克斯普蘭喀天文機構的研究員布拉姆·維尼曼斯(BramVenemans)說道，最新發(fā)現(xiàn)的黑洞體量相當于太陽的400億倍，科學家編號為S5 0014+81，比先前發(fā)現(xiàn)的同時期黑洞的總和還大出一倍。而在銀河系的中央潛伏的黑洞比太陽大20倍-500萬倍。