环球科学猫▲黑洞如何将周围吸积盘发出的光反射回自身?( 二 )


文章图片
黑洞周围吸积盘中的光-一部分摆脱引力束缚 , 一部分反射回自身
当然 , 即便是那些位于黑洞周围旋转材料盘中的光 , 也不是都可以摆脱来自黑洞奇点所释放出的引力作用 。 尽管这些物质盘并不位于事件视界范围之内 , 但其中的一部分会反作用于黑洞 , 从而产生一股强大的拉力 。 当这股力量向后转的时候 , 便足以使其从磁盘弹回 。
环球科学猫▲黑洞如何将周围吸积盘发出的光反射回自身?
文章图片
也就是说 , 那些原本想要从磁盘逃离的光 , 在被拉回黑洞的时候反射回了太空 。 这项新的研究结果 , 其实是分析了之前的“黑洞以日照恒星为食”的观测数据 。 简单来说 , 其实就是科学家们通过对双星系统XTEJ1550-564爆发期间的实际观测数据进行分析 。
然后 , 研究结果表明:
并不是所有X射线都直接摆脱了黑洞的引力作用 , 而是在反射作用下通过黑洞吸积盘中的光避开 。
也就是说 , 现有的观测数据实现了将反射的光和直射的光进行区分 。 在下面这张图片中 , 已经形象地展示了原本位于黑洞周围吸积盘的部分光 , 是怎样在黑洞自身引力的作用下重新折回到磁盘里 , 并再次从磁盘反射回去 。
环球科学猫▲黑洞如何将周围吸积盘发出的光反射回自身?
文章图片
其实 , 科学家们对“巨型黑洞周围的光也难逃逸黑洞的引力作用”的理论预测已有40年左右的时间 , 只是该理论直到现在才通过观测数据首次分析出最终结果 。 与此同时 , 爱因斯坦的广义相对论也再次通过新的研究结果而间接被证实 , 这对于科学家们之后研究黑洞的自旋速率也提供了重要的帮助 。
环球科学猫▲黑洞如何将周围吸积盘发出的光反射回自身?
文章图片
为什么与黑洞有关的问题总是难以解答?
尽管我们都知道一个较大的星系中心 , 通常都存在一个超大质量黑洞 , 而宇宙中的星系数量又数以亿计 , 黑洞的演变过程对星系中恒星的诞生起到了至关重要的作用 。 正如我们银河系的中心 , 也存在一个超大质量黑洞人马座A*(距离相隔大约26000光年 , 相当于400万个太阳的质量叠加) 。
但是 , 即便我们知道不同大小的黑洞普遍存在于宇宙中的各大星系 , 但目前人类对此类天体的了解依然还很有限 。 虽然 , 我们对恒星质量黑洞已经有一定的了解 , 其中的较大一部分都是巨型恒星以超新星形式结束自己生命后留下的残骸 。 但是 , 那些超大质量黑洞的形成方式则并不唯一 , 也不确定 。 并且 , 不管黑洞以何种方式形成 , 以及它的质量到底有多大 , 它们都是整个宇宙中本身密度值最大的物体 , 没有之一 。
环球科学猫▲黑洞如何将周围吸积盘发出的光反射回自身?
文章图片
众所周知 , 黑洞所释放出的强大引力场源自于其中心的奇点 , 并且 , 我们无法通过观测设备对物质掉入黑洞的过程进行记录 。 目前科学家们能够观测到的部分 , 也只有位于黑洞附近的吸积盘 , 而原因则是当这些吸积盘中的物质在高速运动的时候 , 它们会形成强烈的高能辐射 。
环球科学猫▲黑洞如何将周围吸积盘发出的光反射回自身?
文章图片
简而言之 , 以我们和其他星系中超大质量黑洞的距离来看 , 科学家们是没办法看到有哪些物质跨越黑洞的事件视界的 , 能够被观测到的只是物质靠近黑洞的速度变得越来越慢 。 或许很多人都有所不知:
当科学家们在研究黑洞这种神秘而特殊的天体时 , 不仅会涉及到关于亚原子粒子行为相关的科学内容 , 同时还会连接到难以用逻辑解释清楚的量子力学 , 而这两种科学内容又是不同类型的物理理论 。


推荐阅读