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天鹅座v404黑洞(v404cygni)在今年6月苏醒了。

她自上次爆发后,一睡就是26年,这个世界上的90后还没有见过她上次爆发的模样。

虽然无人知晓她的面容几何,但我们可以读懂她从距离我们7800光年的遥远宇宙发来的消息——这条消息可是用高能的伽马射线和x射线写成的!

美国的雨燕卫星最早收到了天鹅座v404黑洞苏醒的消息,并通知了黯淡蓝点上的公民们。

一个超级黑洞它醒了……

左图是天鹅座v404在天空中的位置图;右图为美国雨燕卫星的宣传图

一个超级黑洞它醒了……

这个图展示的是天鹅座v404亮度变化图。除此之外,还有一些亮度变化的源,对于cygx-1和cygx-3是持续亮的

我们应当感谢科幻文学和科幻电影的繁荣,它们让许多普通人认识甚至“目睹”了黑洞。现在,或许连一个中学生都知道:黑洞引力巨大、撕裂一切,连光线都逃脱不得。

爱因斯坦在100年前提出了伟大的广义相对论,认为当所有的质量都集中在一个非常小的奇(qi)点上时,在某个范围之内会产生巨大的引力,这就是黑洞吞噬万物的道理。

望向宇宙深处的“眼睛”

看到这里,或许你会问我,既然连光都逃脱不出黑洞的手掌心,我们怎样观测“黑洞”这个黑漆漆的洞呢?

人类的眼睛只能看到非常窄的一段电磁波谱,如果你有幸获得一副可以看到x射线的眼镜,那么你将看到全然不同的宇宙图景:我们的太阳会比现在暗许多,夜空中不再有繁星点点,而只剩下稀疏个亮点点缀其中——因为能够产生如此高能辐射的点源天体非常有限——只有中子星、黑洞和少数的白矮星。

所以,戴上这只神奇的眼镜,你就可以看到天鹅座v404黑洞苏醒的样子啦,它就是天空中最亮的那个点,比目前知道的最亮的x射线天体天蝎座x-1(ox-1)还要亮上3倍。

对于全人类来说,望远镜就是这样一副神奇眼镜:光学望远镜帮助我们看到更暗的天体,其它波段的望远镜帮我们认识光学之外的宇宙万物。

当然,科学家们并非透过望远镜的镜片就能直接看到张着大口、永远吃不饱的“黑洞怪物”,人类所能做的只是间接地探测黑洞。

接下来我们所说的黑洞之观测,并不是地球人理所当然以为的“肉眼观测”,而是通过能看见各种射线的望远镜观测。

一个超级黑洞它醒了……

探测黑洞的秘诀

宇宙中有两类黑洞我们能够确认:

一类是恒星量级的黑洞。它的质量比太阳大一些,比如说大约有10个太阳质量,这一类黑洞就像其它恒星一样,存在于星系的各个角落里。就我们银河系而言,估计就有超过一千万个。

另外一类黑洞,被称之为“超大质量黑洞”。这类黑洞的质量往往相当于至少几百万个太阳的质量(2014年,中国天文学家还发现了一个有10亿个太阳那么重的黑洞呢!),它们通常孤独地存在于星系的中心。

尽管这两类黑洞的质量有着天壤之别,但是会产生类似的天文观测现象,这里面可藏着人类观测、探测黑洞的秘诀噢!

第一就是黑洞周围那一圈明亮美丽的吸积盘。

通过吸积附近的气体,黑洞周围会形成一个气体盘(就是吸积盘),盘中的气体围绕着黑洞转动,相互摩擦产生极大的能量,以光的辐射释放出来,被球上的望远镜或者太空望远镜所看到。

然而,因为观测望远镜能力的限制,这一壮观景象的具体细节我们只能在电影中看到,就像电影《星际穿越》中表现的那样。那是动画公司在科学家的指导之下,根据大量计算数据将黑洞可视化的结果。

第二种现象是喷流。

与吸积盘不同,喷流的空间尺度更大,更容易为望远镜所看到。在某些情况下,吸积气体的黑洞会将多余的、未进入黑洞中的气体沿着转动方向快速抛射出去,这些气体由带电粒子构成,本身含有磁场,所以会产生辐射,让我们探测到它的存在。

正是黑洞的上面两种表现,让人类能够知道它的存在。对于沉睡了26年的天鹅座v404黑洞来说,正是通过从伴星上吸积到了足够气体,吸积盘产生爆发,从而产生了非常强的高能辐射,给地球人捎来了口信。

天鹅座v404黑洞这次醒来了十几天时间。在这次短暂而猛烈的爆发中,整个吸积盘都被摧毁了。

在接下来的几十年中,天鹅座v404需要从其伴星再积攒气体,酝酿着下一次的爆发。

一个超级黑洞它醒了……

黑洞从伴星吸积气体图;喷流、吸积盘、黑洞的位置都被标注了出来。请注意这仅仅是示意图,尺寸大小不完全成比例

给黑洞称体重

所以,黑洞尽管是漆黑一片,但它时不时通过周围一些物质活动,来向我们展示它的存在与巨大威力。

那么,当宇宙深处传来疑似黑洞存在的消息,天文学家如何确认那就是一个黑洞呢?要知道,中子星也有吸积盘和喷流现象噢。

这就需要科学家为那只疑似为黑洞的东西测一下“体重”啦。

首先,从理论上来说,如果一个致密天体的质量大于3个太阳质量,因为已经没有任何已知力来支撑它自身的重量,所以,它会向中心塌缩形成恒星量级的黑洞,但因为黑洞本身不发光,所以只有黑


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