
【黑暗之心:河系中心黑洞即爆】
自:《新科家》作者:Shea
位於河系中心的超大黑洞,很以,一直是一位和的巨人——但一切可能在今年改,因在沉睡了久之後,它即醒,食它的第一大餐。
我河系的中心是一端之地。“在河系中,那的恒星密度最高,恒星速度最快,量最集中,磁也最。”美加利福尼大洛杉分校的天文家克·莫里斯(Mark Morris)。而伏在河系正中心的,是宇宙中最以理解的天——我河系自己的超大品黑洞。
品高太400倍的黑色巨,被人A*(Sgr A*),能恒星以每小近2000千米的速度著它疾。然而,也是一的巨,只吞噬稀薄的星作零食。那些在葬身其腹之前,放出暗弱的射射。
如今,它的“性格”即生改。去,人A*生大模爆,把河系塑造成了今天模。2013年年底,一被G2的靠近它的,我首次目睹一黑洞如何沉睡中醒。於是什一星系的黑暗心始跳,我得前所未有的。
研究河系的中心不容易。它出的可光在抵地球之前,乎就被大量的埃吸收乾。如果光也遭遇同的消光,正午的太看上去就比北星要黯淡,白的天空也黑得深不可。因此,了能看得清楚,我必求助於能穿透那些埃的射——也就是射波、外和X射。
去十年,工作在些波段上的地面和空望所作的已表明,放眼宇宙,人A*其有特突出的地方。它只比太明亮100倍,而一恒星,比如座中的宿四,亮度就高太的10倍。有一些黑洞重太的十倍,落向它的被加而出射,而爆成星。
星是宇宙中最明亮的天,於1963年4月。然而,它的距使得我以其展研究。美西北大的里·哈格德(Daryl Haggard):“仔研究我河系的中心,包括G2的遭遇,可能是我解些象的最佳。”
天文家用瞄人A*展的最新,是美宇航局(NASA)在2012年6月射升空的核分光望(NuSTAR)。它可以在最高能的X射波段上地天空,射正是位於黑洞的灼射出的。
2012年,NuSTAR探到了自人A*的X射爆。可能源自於著黑洞的部穿的磁:著磁得越越,它可能突然“短路”,像太耀斑那生一道耀眼的光。又或者,磁可能中旋著完全出,生一道窄的能量流。多星都“傲地”展出延伸千光年的巨大能量流,人A*的小模爆或也向我展示些流的形成程。
也有可能,些爆完全是另一回事。英斯特大的·雅克(Sergei Nayakshin),次X射爆具了所有的特徵,自於一比G2小得多的,在黑洞的被加到了1度的高。
死定了的行星
他的是,是一命多舛的小行星的骸,直原本有10千米,源自於一可能心旋的巨型小行星。落向黑洞的小行星曾近距掠心黑洞,最近到黑洞的距跟太到地球的距相,果被黑洞大的引力撕碎。“如果一小行星到了人A*附近太於靠近一恒星或行星的地方,它的道就生化,” 雅克,“如果被向黑洞,那它就死定了。”
雅克估,大每十年,就有一不幸的行星用同的方式,甚至在更的爆中束它的一生。的“死亡”可以解人A*一世前生的一爆,它的亮度到了太100倍,爆的回光(似回,只不主是光,而不是音)仍在河系中心附近回。的回光象,也就是射在附近上的反射,最早是在可光波段,在一熄已久的爆炸恒星周的。去10年,X射星一直在我河系的中心,已看到了一波明亮的X射在那的寒冷中播。哈格德:“通些往前回溯,我可以得出,人A*在最近100年前曾出非常的射。”
目前,我法分辨爆是一行星最後的呻吟,是黑洞磁打了一巨嗝。於未的爆,我能分辨出,要得益於名副其的事件界望(Event Horizon Telescope)。
要看清人A*的最微之,就需要可能使用最大的望,事件界望符合一要求。它其是一台“”的望,由世界各地的射望相而成,使得它的等效口足有地球那大。在它的首次中,3台相的射望盯著人A*行了足的,一就位於黑洞的,也就是它的事件界上。著智利和南洲上更多的射望加入,台望的敏度一步提高,能到人A*的爆是向下落是向外射——前者著小行星或者行星的瓦解,後者是能量流的特徵。
相于能太都黯然失色的星,河系中心100年前的爆直微不足道。但一步的河系考古了河系核心曾更烈爆的,爆的耀眼程度直逼星。那爆在河系中心的,形成了巨型高泡,在分高25000光年。“米泡”是在2010年由NASA的米星的,星探空中的γ射。那,是什造就了如此巨大的?

大品年恒星成的3星提供了一索:一星就在人A*附近高速,另外在距稍的地方黑洞旋,其中一便是所的“五合星”(Quintuplet cluster)。星中包含著著名的手星星(Pistol star),它是整河系中品最大、最明亮的恒星之一。些星的生本身就是大事一件,必定生更加泛的影。美西北大的法哈德·尤塞夫-德(Farhad Yusef-Zadeh):“恒星形成的效率非常低,有50%的被倒在了人A*上。”有了充裕的可以大朵,人A*生能量相於太1000倍的爆,使它像星一般耀(管按星的,亮度只能算是一般般),或吹出了巨大的高泡。
有其他的解。“於米泡,每人都有自己偏的,”尤塞夫-德,“我它是由星暴的能量生的。”(者注:星暴是指大模的恒星形成程。)但米星了有趣的索,暗示泡中存在一直的“流”,或著是河系中心的黑洞吹起泡注入了能量。
如何,米泡的存在都指向了河系中心曾出的大模,涉及到大量的——不是落入黑洞,就是坍形成我今天看到的大品星。大量的出很容易解:然挨著人A*的周域乎有,但百光年之外就有多巨大而稠密的著河系中心。其中一被人B2,品到太的300倍,包含100多不同的分子,其中的酒精足以一地球大小的酒杯。是,的如何被蹋出原本定的道,坍形成新的星,婪的人A*黑洞提供了食物。
2013年3月,美范德堡大的利·霍立-博克曼(Kelly Holley-Bockelmann)及其同事提出,罪魁首是一矮星系。入者然撞入河系的中心,了,使它坍形成了明亮的新生恒星,其中就包括手星星的巨型恒星。剩的被倒了中央黑洞之中。
孤注一
哈格德已十光年以外河系似的星系,他估的在星系的一生中反生,或每1000年到1年就出一次。意味著河系中心黑洞的下一次大模爆要等很久才有可能生,也意味著天文家更加切地期待即在2013年年底生的爆事件。
德普地外物理研究所的斯特凡·吉勒森(Stefan Gillessen),在查他和同事去10年收集的人A*的片,了G2。他,完全是喜。G2不像周高速的恒星那,在安全距上心黑洞旋,而是在孤注一地乎直向黑洞。吉勒森作出的最合理猜是,是附近恒星吹出的星相互碰撞速而形成的。
有人提出,G2是一年恒星周正在形成的行星系中蒸出的——或得上是最端的如果推,我即目睹的就是一受摧的行星系,以比海王星到太更近的距,一超大品黑洞旁掠的景——肯定成未某部科幻影中的一景。
等到今年年底,著G2距黑洞最近的地方,它的一部分始被黑洞吸入,有更多的出。尤塞夫-德:“是一件非常非常大的事件。”首先,它告我一些於黑洞周境的。如果人A*周乎有存在,G2在黑洞引力的作用下被成面形,就只是升而已。外望看到它的亮度激增,其他探不到任何西。
相反,如果在黑洞周藏著一至今未被我的稠密,G2在高速撞入的程中,就生X射和射波的爆。的碰撞甚至向我透露,人A*有有在向外出能量流——只不因太小,天文家法用普通望到它。
吉勒森和同事2013年3月便始了,盯著它,直到2014年3月。哈格德也span style="font-size: 14.0pt; font-family: FZLanTingHeiS-UL-GB; color: #000066;">了漫的。她:“G2和人A*之的遭遇,整程可能持年,甚至更。”如果剩的在黑洞周形成一持久的,我甚至可能看到一微版的星,向太空中射出更的流。
我此心?恐怕有必要。相於星系的尺度上,G2是太小了——它的品最多只相於3地球,因此有人期它在心引星那的大模爆。莫里斯,那大模的爆或要再等1000年才生。即便到了那,如果我的子後代活著的,他也必距最近的防空洞。“在河系中心出的爆和星,天文家然是好的,但它地球生重大影的可能性小,”莫里斯,“有25000光年的距,我那片危域很。”
如果我能跨越25000光年,身前往河系中心近距一事件,那相。“我在那能看到的‘夜空’你止,”莫里斯,“在地球的夜空中你每看到一星星,在那你看到100。”不,尤塞夫-德,由於存在高度的背景射,再加上有一不可的黑色巨伏在附近,那大概不是我考要去的地方。用他的,“不可能!我又,我知道在那我身上生什——我可是很珍惜生命的!”

外媒,目前,科家最新研究示,河系中心超大品黑洞周存在著冰冷的水和碳化合物,它有助於形成恒星。
天文家星空存在冰的,水和碳化合物分子在特殊波吸收光,在外料中留下明特徵。但是令他迷惑的是,通常他冰水位於地球近的域——在地球和河系中央之,而不是正好位於河系中心域,於,且充放射,冰水物很存在。
洲南方天文甚大望最新料示冰水物的存在於河系中心域。天物理和行星研究中心吉哈恩-莫塔卡(Jihane Moultaka)和她的同事一地,呈冰水物出的域,之後使用一奇特技消除周其他特徵,冰水物存在於河系中心域。
他些位置域和灰路行比,灰路中灰簇非常密集,示大量冰水物象。研究小,冰水物通常密集粘合灰粒存下,它能遮罩量和放射。莫塔卡:“河系中心超大品黑洞非常近域可能存在著很低度,我的冰水物度-263 °C 至-193 °C之。”
冰水物的黏性有利於河系中心黑洞形成恒星,恒星需要冰冷灰才能形成,但是冰冷灰不存在於河系核域。很理解河系中心超大品黑洞劣境能形成年恒星,但是河系核域的冰水物可以解些恒星是如何生的。

黑洞是只吃不吐的宇宙“怪物”,被它吃下的星球,基本上都永停留在它的“肚子”了,它就像中的怪饕餮一只吃不拉,那被它吃下的星球等天都成了什子?目前看不好猜,因科家黑洞中的世界所知甚少。
通常恒星的黑洞都比恒星的要小得多,比太品大十倍的黑洞,其界直多也只有十公里,但是星系的黑洞非常巨大,比如河系中心的黑洞,其品太的431倍,界直近5000公里。但是哪一黑洞,它在吞噬星球的候都把星球拉碎,可不要理解碎成碎石,因黑洞的引力能原子都拉碎,甚至破碎成比克小的粒子,最聚集到黑洞中心的奇中。
天文家,黑洞的奇是一密度高,度高,品大的事物,但於它的一切都只是假,因我法黑洞的奇到底存不存在,然而如果它不存在的,我又法解黑洞吞噬的西到底都去哪里了?黑洞的主要品都集中在哪里等等。
比如,如果黑洞面是的,那它吞噬的星球去了哪里呢?不能得一所有了吧?更以想像!所以科家向于黑洞中有一集合了大多物的奇,它所吞噬的西最都到,成本身就小的奇的一部分,但是黑洞的奇又到底有多小呢?法回答,很可能不同品的黑洞中的奇大小也是不一的。
超大品黑洞食量人 每年可吞333000地球
近日一最新研究,位於星的一超大品黑洞正以5.4千米每小的速度高速旋,相於光速的一半。科家曾量黑洞的旋速率,但未量如此的黑洞。最新的黑洞位於距地球60光年的星。
黑洞是常密集的域以至於即使是光子也法逃它的引力拖拽作用。黑洞遇到吞噬宇宙居,就留下了它存在的。黑洞的旋速率提供有黑洞和它的宿主行星之的索。
模型示黑洞旋速率取於黑洞可以消耗的物量。例如,近合星系得持定的食物供的黑洞比那些食忽不定——也就是周可以消耗的近星系非常有限——的黑洞的旋速率要快。
星RX J1131-1231 部存在的超大品黑洞的旋速率暗示著黑洞的食非常定,很可能是以“切碎”的近星系食,美密西根大的天文家克·雷(Mark Reynolds)道。根算,超大品黑洞每年的消耗大相於333000地球。
科家希望量其他甚至更的超大品黑洞的旋速率,以查更古老的黑洞的情有何不同。“量大的黑洞旋速率的能力使得直接研究黑洞是否宿主星系一同化可能。”
然而,量黑洞旋速率非易事。想要分析RX J1131-1231黑洞流出的X射只有一可能,那便是更近的星系位於星和地球的X射望之。更近的星系距地球30光年,它曲更星的光,就像一焦一光聚焦在照相或者望上。程被“引力透”。

河系是由被、埃和恒星成的面,著中央的棒核心成的星系。河系的品分哈伯星系分的Sbc相似,示是一螺旋臂相散的棒旋星系。在1990年代,天文家始疑河系是棒旋星系而不是一普通的旋星系。他的疑在2005年被斯皮策空望的,表明河系中心的棒比之前想的大。
河系包含的恒星量在2,000至4,000之,有至少1,000的行星。切的值取於品非常低的恒星,些恒星很被得到,特是距太超300 ly(90 pc)的。作比,近的仙女座星系估有1兆(1012)恒星。填充在恒星之空的,是被星介的和埃面。面的半至少相程度的於恒星面的半,而的厚度冷的百光年至的千光年。
在河系的恒星面,有在之外就有恒星的明界。相的,恒星的密度著河中心距的增加而。大在距中心40,000光年(13,000秒差距),每立方秒差距的恒星量掉落得比半的增加快,而其原因不解。在星系面周的是球的星系和恒星成的球星,一步的向外延伸,但大小受到河的星星系,大、小哲的限制,它的最接近河中心的距大是180,000 ly(55 kpc)。因此,些物可能是河系的附近被逐出的。合河系的星等被估大是 -20.9等。
由微引力透和行星日,示在河系的恒星有多有多行星,微引力透的量更示不被定的流浪行星比定型星的宿主恒星要多。河系的每恒星至少有一行星,就有1,000至4,000行星;依普勒太空望在2013年1月的研究,示普勒32有5行星。分析普勒在2013年1月的不同料,估在河系中至少有170地球大小的系外行星。在2013年11月4日,天文家告,基於普勒太空望的料,在河系的太恒星和矮星的居,可能有多400地球大小的行星著。估可能有110行星著似太的恒星行。2016年的研究示,最接近的行星可能就在距4.2光年之。似地球大小的行星可能比巨行星更多。除了系外行星,也了在太系之外系外彗星,彗星在河系中可能也很常。
目前仙女座星系(M31)正以每秒300公里的速度朝向河系,在30-40年後可能撞上河系。但即使真的生碰撞,太以及其他的恒星也不互相碰撞。星系可能花上十年的合成星系。而自美天文的,史密斯的已河系的生作用推河的。河系它施加一潮汐力,使其分裂。大2千至4千年之後,史密斯的核心撞河系。
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在宇宙中最大的星系面前,河系像是一!

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