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近期,对黑洞的一些观测新发现和分析看法

已有 1482 次阅读 2018-7-29 06:24 |个人分类:物理|系统分类:科研笔记

 

近期,对黑洞的一些观测新发现和分析看法

其中关于“引力波”的,请见本博主的有关评论:

根本不可能有所谓“引力波”LIGO却引起闹剧不断上演

本文在【科学网】链接地址:http://blog.sciencenet.cn/blog-226-1114818.html 

 

西媒:在银河系中心巨大黑洞附近爱因斯坦“击败”了牛顿

西媒称,一颗恒星的光在通过银河系中央的一个巨大黑洞附近时出现了爱因斯坦相对论所预测的那种弯曲,而牛顿的引力定律却没有做出这样的预测。欧洲南方天文台(ESO26日宣布的这一发现,首次证明了相对论在超质量黑洞强引力场下的有效性。

西媒称,这些结果表明了恒星的光线是如何被黑洞的引力场扭曲的。具体来说,其波长因“重力红移效应”而被拉长。S2光的波长变化与爱因斯坦广义相对论的预测恰好吻合,而牛顿的引力定律对此却完全没有预测。

2018-07-28 00:14:01 来源:参考消息网 

 

据西班牙《先锋报》726日报道,这一结果是ESO利用在智利北部海拔2635米的帕瑞纳天文台建造的大型光学望远镜VLT望远镜观测而来的。天体物理学家们今年5月在一颗代号为S2的恒星接近黑洞最近点时对其进行了密切观测。

报道称,这颗恒星当时以每小时2500万公里的速度加速围绕银河系中心一颗质量为太阳400多万倍的巨大黑洞运动,这个黑洞在其周围创造出了银河系中最强的引力场。

报道还称,对科学家们来说,这个引力场是测试极端条件下相对论有效性的理想“实验室”。ESO的天体物理学家们早在26年前就开始观测研究围绕银河系中心黑洞高速运行一小群恒星。ESO在一份声明中强调,26日公布的数据无疑是这26年来工作的高潮。

报道指出,最新的观测集中在恒星S2上,它每隔近16年就在黑洞周围完成一次轨道运行。这颗恒星的轨道非常狭长,当它接近黑洞时就会加速,当它远离黑洞时就会减速,类似于太阳系中彗星接近和远离太阳时的情况。

报道还指出,ESO的天体物理学家们早在2003年就对S2上一次最接近这个黑洞时的情况进行了观测,而今年的观测采用的是全新的工具,研究人员能够更精确地得到这颗恒星在每个时刻的速度和位置。通过这种方式,他们能够更好地将恒星的运动与相对论、牛顿的引力定律和其他一些引力理论的预测进行比较。

“我们已经为这个时刻做了多年的集中准备,我们要充分利用这一难得的机会来观察广义相对论的影响。”领导这项研究的德国马克斯·普朗克地外物理研究所科学家赖因哈德·根策尔在声明中指出。

报道称,这些结果发表在最新一期《天文和天体物理学》周刊上,表明了恒星的光线是如何被黑洞的引力场扭曲的。具体来说,其波长因“重力红移效应”而被拉长。S2光的波长变化与爱因斯坦广义相对论的预测恰好吻合,而牛顿的引力定律对此却完全没有预测。(编译/韩超)

 

美媒:黑洞周围或有百万颗宜居行星

参考消息网613日报道 

美媒称,一名天体物理学家表示,黑洞周围可能有100万颗行星环绕其飞行,这些行星有可能支持人们所知道的生命形式。

据美国趣味科学网站611日报道,由于地球上凡是有液态水的地方几乎都有生命存在,因此天文学家们判定某颗行星是否潜在宜居的标准常常是该行星是否处在一个使其表面能够存在液态水的区域内。太阳的“宜居区域”内只有一颗行星(地球),但是其他恒星的情况可能有所不同。例如,TRAPPIST-1恒星系统在其宜居区域内有3颗地球大小的行星。

报道称,法国波尔多天文台的天体物理学家肖恩·雷蒙德从事行星系统的形成与进化研究。作为撰写题为“建立终极太阳系”专栏的研究工作的一部分,他着手探讨可能会有多少颗行星环绕黑洞旋转。雷蒙德告诉太空新闻网:“我认为我们可以从极端情况中获得启发……它们基本上是我们所搜索范围的边缘。这个系统是一种极端状况——是可以想象得到的最拥挤的情况。这是想象力和科学的有趣结合。”

雷蒙德说,目前有两类黑洞是科学家了解最多的。恒星质量黑洞的质量相当于数个太阳,它们是在巨型恒星死亡和自行崩溃时形成的;超大质量黑洞的质量是太阳的数百万甚至数十亿倍,并且被认为存在于大多数——如果不是全部的话——大型星系的心脏区域。

报道称,除了想象在恒星质量黑洞周围存在生命外,雷蒙德还计算了在质量为太阳100万倍的超大质量黑洞周围有可能存在多少颗宜居行星。他说:“这几乎与处在银河系中心的黑洞具有同样巨大的质量。”他还补充说,该黑洞的直径却只有太阳那么大。

在太阳周围,行星所运行的轨道会汇聚到一起,直到它们的引力拉动的影响大大超过太阳的引力,从而导致轨道的不稳定。雷蒙德指出,在太阳的宜居区域内,可以有大约6颗地球质量行星沿稳定的同轴轨道运行。相比之下,超大质量黑洞的引力拉动是异常强烈的,足以轻易碾压行星的引力。雷蒙德估算,倘若太阳被一个百万太阳质量的黑洞所替换的话,那么在其宜居区域内可以有550颗地球质量行星沿稳定的同轴轨道运行。

报道称,超大质量黑洞的引力会对每颗行星面对黑洞的那一侧产生更为强大的拉力。雷蒙德说,这种作用会使这些宜居行星受到拉伸,不过它们与黑洞的距离不会近到足以让它们被撕裂。

在上述假想中,每一颗行星是单独运行在其环绕超大质量黑洞的轨道之上。雷蒙德还模拟了多颗行星共用一条环绕百万太阳质量黑洞的轨道的情况下会发生什么情况。以前,雷蒙德曾估算42颗地球质量行星可以共用一条距太阳1个天文单位的公转轨道。

雷蒙德指出,要拥有稳定的行星环绕轨道,处于这个环状轨道上的行星必须拥有相似的质量。这样的一个环中还必须至少有7颗行星,而且它们必须均匀地分布在一条环形轨道上。

报道称,假设百万太阳质量的黑洞拥有一条由9颗类日恒星组成的轨道环,雷蒙德估算在其宜居区域内可能会有100万颗地球质量行星运行,它们组成400条轨道环,每条轨道环上有2500颗行星,相邻行星间隔的距离与地球和月亮间的距离大致相同。

2018-06-13 13:53:12

 

西媒:科学家首次在球状星团中发现黑洞 质量为太阳4

参考消息网119日报道 

西媒称,天文学家小组首次在一个球状星团中发现一个黑洞,这一发现让认为这种现象不可能存在的现有理论受到质疑。

据埃菲社117日报道,欧洲南方天文台17日发表公告说,科学家认为位于南方星系船帆座的NGC 3201星团里存在一个带有不活跃星群的黑洞,其质量是太阳的4倍。

本项研究负责人、德国哥廷根大学研究人员本亚明·吉泽斯解释说,就在不久前科学界还认为,球状星团中的几乎所有黑洞都会在短时间内消失,像黑洞这样的系统不应该存在,但是现在情况显然并非如此。

吉泽斯补充说,这个发现属于首次在球状星团中直接探测到黑洞的引力效应,有助于理解球状星团的形成以及黑洞和二元系统的演变,它们是了解引力波来源的重要因素。

报道称,天文学家小组在观察NGC 3201星团的一颗星星时发现了这个黑洞,他们从位于智利阿塔卡马沙漠的南方天文台的VLT望远镜中观察这颗星星,发现它的活动方式非常奇怪。这颗星星以每小时数十万公里的速度前后移动,这个周期每隔167天重复一次,这种行为只能解释为它在围绕一个黑洞运行。

吉泽斯指出说,它在围绕一个完全看不见的、其质量是太阳质量4倍多的物体运行,这个物体只能是黑洞。(编译/王露)

2018-01-19 00:19:02

 

神秘宇宙射电暴从哪来?美科学家:或源自黑洞附近中子星

参考消息网116日报道 

美媒称,美国西弗吉尼亚州的格林班克望远镜从快速射电暴(FRB)中测出了一种复杂的结构。该望远镜是用俄罗斯“突破聆听”计划的一种新记录系统探测到这一射电爆发的。

据美国趣味科学网站110日报道,研究发现,这些持续不断的爆发可能来自一个位于极强磁场——有可能是巨大的黑洞——附近的中子星。

报道称,FRB指的是持续几毫秒的强烈射电波脉冲,它在这几毫秒时间内释放的能量比太阳在几小时、几天甚至几星期里释放的能量还多。FRB2007年才被发现,十年来研究人员探测到了20次左右的FRB,他们估计每天在宇宙中会发生大约1万次这样的FRB

报道称,FRB的来源在很大程度上仍是个谜,因为它过于短暂,很难确定来源。以前的研究认为可能的来源包括灾难性的大事件,比如黑洞蒸发和中子星碰撞等。

不过科学家在2016年发现,一个名为FRB 121102的快速射电暴能多次释放。研究报告共同第一作者、阿姆斯特丹大学天体物理学家雅松·赫塞尔斯对太空新闻网说:“这是已知的唯一重复释放FRB的来源。”

赫塞尔斯说,FRB 121102能够多次爆发说明它不是来自一次性的灾难性事件。他说:“这一领域的一个关键问题是,这一多次释放FRB的来源是否从根本上区别于其他所有一次性的来源。”

报道称,为了更好地了解这种FRB,科学家用波多黎各的阿雷西博天文台和格林班克望远镜分析了16次爆发。FRB 121102位于离地球约30亿光年的一个矮星系的恒星形成区域,赫塞尔斯说。

在研究这些爆发时,研究人员关注了一种称为极化的射电波特性。之所以会存在这种特性,是因为包括射电波在内的所有光波都能上下左右或以其他任何角度波动。研究报告共同作者、阿雷西博天文台的研究人员安德鲁·西摩说,FRB 121102的射电波时间很短,极化程度很高,类似于此前观察到的银河系年轻中子星的射电发射。

报道称,这份研究报告发表在111日出版的英国《自然》周刊上。

2018-01-16 16:27:55

 

天文学家破解恒星诞生之谜:特大质量黑洞掌控“开关”

参考消息网13日报道 

英媒称,天文学家可能最终发现了大型星系中恒星诞生的秘密。

据英国《每日邮报》网站11日报道,年轻的星系中闪烁着快速形成的崭新恒星,但随着星系的演化,恒星的形成最终会停止,但谁也不知道为什么。

一项新的研究结果显示,位于星系中心的黑洞质量决定多久之后星系会停止产生恒星。

报道称,所有巨大星系的中心都有一个质量是太阳质量一百万倍的特大质量黑洞,它通过对星系中恒星的引力效应、有时还通过驱动活跃星系核的高能辐射来显示其存在。

科学家认为,从活跃星系核倾泻到星系的能量通过加热和驱散原本在冷却后会凝结成恒星的气体来停止恒星的形成。

报道称,但在此之前尚无观测证据来证明特大质量黑洞与恒星形成之间有关联。

美国加利福尼亚大学圣克鲁斯分校天文学和天体物理学教授琼·布罗迪说:“我们并不真正了解真相,但一直在输入反馈来进行模拟。”

她说:“这是我们能看到黑洞对星系中恒星形成历史所造成影响的首个直接观测证据。”(编译/王海昉)

2018-01-03 00:12:02

 

人类第四次探测到引力波:黑洞碰撞生成时空涟漪

参考消息网930日报道 

法媒称,研究人员927日表示,在位于意大利的探测设备的帮助下,人类第四次探测到引力波。该引力波是两个黑洞碰撞后生成的一波时空涟漪。

法新社927日报道称,作为其广义相对论的一部分,爱因斯坦在一个世纪前就预测了引力波的存在。但是证明引力波存在的第一个确凿证据到2015年才发现,当年两个美国探测器首次发现引力波信号。

最近的一次时空涟漪发现于格林尼治时间8141030分,两个质量分别为太阳的31倍和25倍的巨型黑洞在距离地球约18亿光年处发生了合并。

“处女座”引力波探测器项目的研究团队发布一份声明说:“新形成的黑洞不停旋转,质量约为太阳的53倍。”该探测器位于意大利比萨附近的卡希纳欧洲引力波天文台。

研究人员说,这是“处女座”引力波探测器记录的第一个重要引力波信号。

“处女座”探测器是一个呈L形的地下设备,使用激光和空间物理学原理追踪引力波信号。最近该探测器经历了一次升级,虽然灵敏度仍逊于美国的引力波探测器,但是足以确认引力波信号。

这类高科技地下装备也称干涉仪,它们不像望远镜一样需要依赖天空的光线,而是通过感应空间震动,捕捉引力波产生的“脉冲”。

研究团队发言人说:“很高兴在我们崭新的‘先进的处女座’探测器上看到第一个引力波信号,它两周前才开始正式接收数据。”

位于美国和欧洲的三个探测器几乎同时探测到此次时空涟漪。此前几次引力波都是美国的两个探测器发现的,它们是目前世界上最先进的引力波探测器,也称激光干涉仪引力波观测台(LIGO),分别位于路易斯安那州利文斯顿和华盛顿州汉福德。

人类首次发现引力波是在20159月,2016年初公布了这一发现。

LIGO由美国国家科学基金会提供资金,运营单位是加州理工学院和麻省理工学院。

“处女座”合作项目吸引了20家欧洲研究机构的280多名物理学家和工程师。据称下一次引力波探测计划将在2018年秋天进行。

2017-09-30 13:15:25

 




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