天体中的“黑洞”到底是什么?是空间还是星体?

天体中的“黑洞”到底是什么?是空间还是星体?
天体中的“黑洞”到底是什么?是空间还是星体?

天体中的“黑洞”到底是什么?是空间还是星体?
http://www.qp.edu.sh.cn/dnzp/UPFILE/makefile/syg/IT%BF%CE%CC%E2/9%B0%E0/9-3/new_page_1.htm
黑洞的形成
中新网1月24日电以色列和美国的两位天体物理学家在23日出版的英国《自然》杂志上宣布,他们首次发现了类星体周围暗物质晕存在的证据,这将有助于解释类星体的一些特征和形成过程.
黑洞是一种体积极小、质量极大的天体,在其强大的引力下,连光也无法逃逸.黑洞有大小之分,天文学家们通常将质量相当于太阳3．5倍至15倍的黑洞称为恒星级黑洞,这类黑洞据认为在大质量恒星垂死之际的猛烈超新星爆发中诞生.
黑洞的性质不能用常理的观念思考,但是它的原理中学生都能接受.黑洞形成的必要条件就是：一个巨大的物体,集申在一个极小的范围.晚期的恒星恰巧具备了这样的条件.当恒星能量衰竭时,高温的火焰不能抵消自身的重力,逐渐向内聚合,原子收缩——牛顿法则起作用了：恒星进入白矮星阶段,体积变小,亮度惊人.白矮星进一步内聚,最后突变城一个点,整个过程不到1秒.在我们看来恒星消失了,一个黑洞诞生了.
一个像太阳这样大的恒星自身引力如此之大,可能最终收缩成一个高尔夫球,甚至”什么都没有〃.由于无限大的密度,崩坍了星体具有不可思议的引力,附近的物质可能被吸进去,甚至光线都不能逃脱——这是看不见它的原因.这个深不可测的洞,就被称为”黑洞〃.科学家相信大多数星系的中心都有黑洞,包括我们身在其中的银河系.根据相对论,90%的宇宙都消失在黑洞里.所以一种令人吃惊的说法是:”无限的黑洞乃是宇宙的本身〃.
黑洞里面有什么?只能从理论上推测.假如一位勇敢的人驾驶飞船奔向黑洞,他感觉到的第一件事就是无情的引力.从窗口望出去是周围星光衬托下一个平底锅似的圆盘,走得更近了,远方似乎宽广的”地平线〃发出X光,包围着深不可测的黑洞.光线在附近扭曲,形成一个光环.这时宇宙员要返航已来不及了,双脚引着他向黑洞中心飞去,头和脚之间巨大的引力差使他如同坐在刑具台上,远在”地平线〃以外3000英里,引力就把他撕碎了.
类星体是宇宙中最遥远、最明亮的天体,有的类星体释放出的能量超过1000个普通星系所释放能量的总和.对于类星体的本质,天文学家曾有过许多设想.目前比较流行的解释是,类星体是剧烈活动的星系核心,在那里存在着质量可能超过10亿颗恒星的超巨型中央黑洞,正在吞食周围的气体尘云.
但这个解释存在一定问题,类星体是非常遥远亦即非常古老的天体,有的类星体在百亿光年以外,它们的年龄必定超过一百亿年,否则其光芒便不可能到达地球.这意味着,一些类星体在宇宙大爆炸之后不到几十亿甚至十亿年就诞生了,这么短的时间不足以使星系和超巨型黑洞在原初气体尘云中诞生.
法国和阿根廷天文学家宣布,他们利用“哈勃”太空望远镜在银河系内观测到一个“逃跑”中的黑洞,为黑洞形成与超新星爆发之间的相关性提供了新的有力证据.
这个黑洞代号为“GRO J1655－40”,它似乎没有闲庭信步的情绪,而是像出膛的炮弹一样在飞奔,时速达到40万公里,相当于邻近恒星运动速度的5倍.
一些科学家利用暗物质来解决这个问题,他们认为星系不仅包含我们能观察到的物质,还包括大量无法看到的物质.目前人们尚不清楚暗物质究竟是什么,但它的引力作用对于星系的稳定存在很重要.如果类星体及其宿主星系周围存在暗物质晕,就可以解释为什么类星体出现得如此之快.
他们认为,作为超巨型黑洞的类星体吞食周围气体时,会与暗物质晕的边缘相撞,产生激波.撞击使气体迅速加热,气体中不带电的原子分解成为带电离子.类星体发出的光本来有一些会被气体吸收,只不过气体在离子化之后就变得透明了.类星体与暗物质晕撞击导致气体突然变得透明,会在类星体的光谱特征中反映出来.科学家表示,他们分析了两个遥远类星体的光谱之后,发现了理论所预示的这种变化.他们还据此估计出了有关暗物质晕和黑洞的大小.
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http://www.ycrmlxx.net/homepage/zhuantiw/universe/t/web/web/hedongdexingcheng.htm
黑洞的形成
黑洞家族,原来只包容了具有数十亿颗"太阳"的"重量级选手"和只有几个太阳质量的"轻量级选手",现在有了新的成员――一种才被发现的神秘的"中量级"黑洞,其重量在100到10,000个太阳质量之间.
美国太空局（NASA）和卡耐基大学的天文学家各自独立地发现了一种新型黑洞的证据,这种黑洞位于遍布于宇宙中的旋臂状星系中心.这种新发现的黑洞其形成过程尚不为人所知,质量大约是太阳的100到10,000倍,然而只占据不到一个月球的体积.
M82星系,它的核心被认为有一个中重量级的黑洞.它是一组星系中的一个受自身、M81和NGC3077控制的一个星系.有人认为M82正在接近M81,因而摇动不稳.这次冲突可能搅乱M82内部的恒星和气云,导致图中不同寻常的黑色尘边显现出来.
黑洞是一个引力极强的空间区域,那里甚至光也不能逃脱它的牵引.至今,科学家只知道二种类型的黑洞：恒星型和巨无霸型.恒星型黑洞是比太阳质量大几倍的恒星"死"后留下的残骸.巨无霸型黑洞有令人惊愕的一百万至十亿个太阳质量,它们可能形成于宇宙初期的巨型气云或是不计其数的恒星聚集坍缩后的结果.
天文学家通过X射线――掉入黑洞的气体和粒子发出的最后的能量,确认了新型的黑洞.这个发现将于今天在查尔斯坦的美国天文学会高能天体物理部的会议上发表.
在格林贝德NASA的高德达特NASA空间飞行中心的天文学家爱德华.科尔博特（Edward Colbert）和理查德.墨舍斯基（Richard Mushotzky）在对39个相对（地球）比较近的星系的X射线的研究中,首先发现了新型黑洞的线索.
卡耐基.麦伦大学的安德鲁.普泰克博士（Dr. Andrew Ptak）和理查德.格里菲斯（Richard Griffiths）研究的是科尔博特和墨舍斯基研究范围以外的M82星系.两个小组都发现了标志新型黑洞的独特的X射线.两个小组的研究成果都将分别在《天体物理杂志》和《天体物理札记》上发表.
"我们的目的是弄清众多星系中心的X射线发光体是如何形成的"科尔博特说,"采用1970年爱因斯坦追随者提供的数据,我们无法确定它们具有与巨型黑洞还是与恒星型黑洞有关的特性,所以我们对新数据重新加以审视."
科尔博特和墨舍斯基在不可见的X射线光谱（活着称为"颜色"）中发现了新型黑洞的线索.此类"颜色"是通过比较X射线与更短的波和更长的波的波长得以判断出来的.正如天空的蓝光包含的波长比日落的红光的波长要短.
超级黑洞被认为是一种称为"活跃星系核"现象的动力.这种高度压缩并具有极高能量的物体可以在全部星系中1％的星核内发现,典型表征为极亮的X射线源.科尔博特和墨舍斯基分析的发光体的颜色与"活跃星核"中的颜色不同.这表明该发光源与典型的巨型黑洞不同.
NGC4945是人马座内一组星系中的一个螺旋状星系.它位于仅比明亮的仙女座远6倍的地方.NGC4945被认为是与我们和银河系很相似的星系.但X射线观测表明,NGC4945有一个不同寻常的、高能的赛弗特（Syfert）双星核,这可能导致（形成）一个黑洞.
普泰克和格里菲斯（的观测）是从天文学家中共有的"不同尺寸的黑洞一定存在并且位于不规则的星系中"（规则星系指螺旋状或椭圆形的星系）观念出发.M82就是这样一个星系.它被称为"星爆型"星系因为其内部存在高速的恒星形成活动,这种场景导致更多的超新星的出现.超新星亦称为星爆,是恒星型黑洞产生的前兆.
最近一千万年中,有成百万颗黑洞和中子星在M82中形成"普泰克说："现在我们注意到他们当中有些可能会合并成质量较大的黑洞."普泰克称这是目前中间型黑洞形成理论中最坚实的一个.科尔博特说他和墨舍斯基观测结果显示出的这种中间类型（黑洞）可能是由"连续的恒星合并"形成的.换言之,靠得太近的恒星型黑洞在某种条件下会合并成一个更大质量的单体黑洞.通过这种过程形成的物体可能会造成这些奇特的X射线辐射.
普泰克和格里菲斯使用了"日美高级宇宙及天体物理卫星（ASCA）"的数据.科尔博特他和墨舍斯基使用了德美英ROSAT卫星和ASCA的数据.东京大学的恒堤水野博士领导的研究人员也作出了与科尔博特说墨舍斯基相似的报告.东京大学的竹岸五都留博士和同事们发现了支持普泰克和格里菲斯的数据.
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http://www.fnzx.com/wulizaixian/xiangguanwzxs/4.htm
黑洞
黑洞是甚麼?它是怎样形成的?
黑洞是一类密度极高的星体.由於它周围存在巨大的引力场,所有经过附近的物质均被吸进去,即使光也不能逃脱,同样,处於黑洞里的物体也不能逃出黑洞.我们知道,地球上的物体若获得很大的初始速度,便可脱离地球的引力而飞到太空,如果初始
速度足够大,还可以脱离太阳的引力而逃出太阳系,而人类用火箭发射卫星或太空船便是利用了此原理.物体逃离地球的最小初始速度是由地球的质量和半径决定的,如果地球被压缩成一个很小的球,当其半径小於某一临界值时,对周围物体的引力便会变得非常之大,即使光这种在宇宙中传播速度最快的波动也会被地球吸住而不得逃走,这时地球便变成了一个黑洞.
按照恒星演化理论,黑洞是恒星演化的最后阶段,即是「死亡」了的恒星.由於黑洞不会放射出物质或辐射,我们不能直接观察到黑洞.但是黑洞可以与邻近的恒星构成双星系统,从地球上看来,那可见的恒星 (伴星) 便好像是与一个看不见的天体不停地大跳华尔滋 (见图),从它运动的程度可推算出那看不见天体的质量,如果那天体的质量非常庞大,便很有可能是一个黑洞.此外,黑洞的巨大引力使伴星的气体物质以螺旋轨道冲进黑洞,由於被急速压缩,物质的温度变得很高,Χ射线和伽玛射线从而产生,在地球上观察这些射线,便可找到黑洞存在的证据.
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http://www.chinainfo.gov.cn/data/200201/1_20020111_26607.html
黑洞的形成
天文学家第一次成功的测量到一个小型黑洞的活动情况及其一颗伴随的恒星快速穿过银河系的附近区域的情况.这个黑洞和伴随的恒星在一个圆形轨道上运动,最终会来到我们银河系的外部边缘地区.
在2001年9月的时候,曾经有科学家认为由恒星余烬密集压缩而成的黑洞是从一个恒星群中被排斥出来的.于是,科学家们开始研究银河系中的恒星群.
所发现的这一对双星被大家称为XTE J1118+480,是在2000年由NASA的Rossi X-ray Timing Explorer卫星所发现的.对它的无线电发射情况进行的研究表明,黑洞-恒星结合体同类星体非常相像,只是体积比较小.
这个黑洞从伴邻的恒星处所吞噬来的物质在黑洞的周围形成了一个漩涡状圆盘,从这个圆盘中不断喷射出亚原子粒子,同时发射出无线电波.一般人们都认为,类星体是由黑洞所组成,要比XTE J1118+480的质量大几十亿倍,所发射出的无线电波的强度要比XTE J1118+408强许多倍.
由于这对双星和地球非常接近,所以天文学家可以使用超大基线阵列(一种射电望远镜网络,从美国的夏威夷延伸到了美国处女岛)跟踪黑洞以及伴随的恒星的活动情况.这对天体以每秒145公里的速度移动着.
XTE J1118+480的轨道同太阳系中的球状星群的轨道非常类似,球状星群是银河系中由最古老的恒星所形成的庞大的恒星集团.同银河中大多数的恒星不一样,球状星群不在银河平面上运动,它的运行轨道一会儿高出银河系平面,一会儿低于银河系平面.
这个小黑洞的轨道同XTE J1118+480的轨道非常类似,这说明它在很早的时候曾经受到过很强的作用力,把它从球状星群中或是银河系平面区域上给推了出来.对这个过程进行模拟研究表明,这个黑洞最初的时候可能来自于球状星群,而且黑洞形成的时间要早于银河系的形成时间.这可能就表明,在银河系形成的早期阶段,曾经有一段时期集中地形成了大量的恒星.
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http://www.gmw.cn/01ds/2000-07/12/GB/2000^308^0^DS2307.htm
参考资料：http://www.baidu.com/s?wd=%BA%DA%B6%B4%B5%C4%D0%CE%B3%C9&lm=0&si=&rn=10&ie=gb2312&ct=0&cl=3&f=1&rsp=0