黑洞作為一個天文學(xué)名詞,自誕生以來就不僅僅局限于天文學(xué),作為宇宙中能吞噬撕碎并吞噬一切都極端天體,它的概念其實已經(jīng)出圈到了各行各業(yè)。
而現(xiàn)在提起黑洞,就不得不復(fù)習(xí)一下2019年4月10日由視界望遠(yuǎn)鏡合作組織公布的人類歷史上第一張黑洞照片了。
這張從外表上看去就是發(fā)光蜂窩煤的照片,其實是一個65億倍太陽質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞,位于5500萬光年外的M87星系中心位置,靠這張外行看起來模模糊糊的照片,天文學(xué)界又一次驗證了廣義相對論的正確性,同時對黑洞噴流的預(yù)言也得到了一些證實。
但大部分人不知道的是,此次視界望遠(yuǎn)鏡合作組織其實拍了兩個黑洞的照片,一個是5500萬光年外的M87星系中心黑洞,一個是距離地球僅2.6萬光年的銀河系中心黑洞人馬座A*,它的質(zhì)量達(dá)到了太陽的440萬倍,一直以來都是天文學(xué)界重點關(guān)注的對象,因為它的活動關(guān)系到整個銀河系的狀態(tài)。
根據(jù)歐洲南方天文臺(ESO)發(fā)布的消息,2022年5月12日13:00他們將公布第二張黑洞,也就是銀河系中心黑洞人馬座A*的照片,到時候全人類就都能看見這一個距離我們最近的超大質(zhì)量黑洞了。
而視界望遠(yuǎn)鏡之所以選擇拍攝人馬座A*,是因為并不是所有天文學(xué)家都認(rèn)為它是一個黑洞,因為長久以來由于地球夜空塵埃帶的遮擋,天文學(xué)家是無法直接看到人馬座A*的真實面容的,所掌握的資料也只有無線電信號與引力異常信號。
基于數(shù)據(jù)的單調(diào),有些天文學(xué)家認(rèn)為人馬座A*并不是一個超大質(zhì)量黑洞,而是一個深藏在銀河系中心的暗物質(zhì)團(tuán)塊,不過考慮到視界望遠(yuǎn)鏡的觀測優(yōu)勢在于黑洞,所以歐洲南方天文臺到時候公布的大概率會是一個和黑洞有關(guān)的消息,人馬座A*是一顆黑洞的概率也會大大增加。
由于“星系中心區(qū)域都有一顆超大質(zhì)量黑洞”,已經(jīng)成了天文學(xué)界的共識,所以我們有必要了解一下銀河系內(nèi)的人馬座A*。
從質(zhì)量上來看它是遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上M87星系中心黑洞的,因為它只有430萬倍太陽質(zhì)量,而后者是5500萬倍太陽質(zhì)量,如此懸殊的差距是因為兩個星系本身的規(guī)模不同,銀河系的直徑不過18萬光年,而M87星系的直徑達(dá)到了50萬光年,內(nèi)部球狀星團(tuán)和恒星的數(shù)量也碾壓銀河系,因此才能孕育出質(zhì)量更大的黑洞。
但就像之前拍攝到的蜂窩煤黑洞一樣,將于2022年5月12日13:00公布的人馬座A*黑洞也不會十分清晰,很有可能仍然是一個蜂窩煤。
之所以會出現(xiàn)這種情況,是因為黑洞本身并不會發(fā)光,光子也不可能逃脫出黑洞的引力范圍,所以射電望遠(yuǎn)鏡只能通過收集黑洞吸積盤的輻射來勾勒出黑洞的輪廓,而無法直接針對黑洞進(jìn)行成像。
因此照片中的橘紅色光暈就是黑洞高溫強輻射吸積盤的痕跡,真正的黑洞還隱藏在畫面中央的黑暗中,只能憑借周圍恒星的引力異常才能定位它。
與很多人擔(dān)心黑洞來到太陽系,或者太陽未來變成黑洞不同,真正的黑洞其實永遠(yuǎn)和太陽系無緣,因為太陽的質(zhì)量太小了。
作為一顆中等質(zhì)量的黃矮星,太陽只剩大約50億年壽命,等到未來壽終正寢時它只會膨脹成一顆紅巨星然后坍塌成一顆白矮星,而黑洞的質(zhì)量下限是3個太陽質(zhì)量,只有核心區(qū)域超過這個質(zhì)量的恒星才有可能變成黑洞,所以說太陽是遠(yuǎn)不夠格的。
其實太陽系最有可能產(chǎn)生黑洞的地方就在地球,就在未來物理學(xué)家們的對撞機里,因為隨著對撞機功率的提高,粒子對撞瞬間的能質(zhì)轉(zhuǎn)化也會極大增強,帶來的后果就是質(zhì)量和能量被堆積于時空一點,進(jìn)而發(fā)生坍縮產(chǎn)生黑洞。
雖然目前物理學(xué)家們一致認(rèn)為現(xiàn)有的對撞機功率太小,不足以產(chǎn)生黑洞吞噬地球,但隨著未來高能物理學(xué)的進(jìn)步,人工黑洞產(chǎn)生的概率也會不斷增大。