第1234章 狂暴的天體(下)(1 / 2)

由於被明亮並且溫度極高的下落物質盤環繞,黑洞的質量很難確定。根據刊登在《自然》雜誌上的一篇研究論文,基於對繞黑洞運行物質旋轉速度的計算結果,37個已知星係中心黑洞的質量實際上低於此前的預計。

根據黑洞本身的物理特性質量,角動量,電荷劃分,可以將黑洞分為四類:不旋轉不帶電荷的黑洞:它的時空結構於1916年由史瓦西求出,稱史瓦西黑洞。不旋轉帶電黑洞:稱R-N黑洞。時空結構於1916至1918年由賴斯納(Reissner)和納自敦(Nordstrom)求出。旋轉不帶電黑洞:稱克爾黑洞。時空結構由克爾於1963年求出。旋轉帶電黑洞:稱克爾-紐曼黑洞。時空結構於1965年由紐曼求出。

轉動且帶電荷的黑洞,叫做克爾--紐曼黑洞。這種結構的黑洞視界和無限紅移麵會分開,而且視界會分為兩個(外視界r+和內視界r-),無限紅移麵也會分裂為兩個(rs+和rs-)。外視界和無限紅移麵之間的區域叫做能層,有能量儲存在那裏。越過外無限紅移麵的物體仍有可能逃離黑洞,這是因為能層還不是單向膜區。

單向膜區內,r為時間,s是空間。穿過外視界進入單向膜區得物體,將隻能向前,穿過內視界進入黑洞內部。內視界以裏的區域不是單向膜區,那裏有一個“奇環”,也就是時間終止的地方。物體可以在內視界內自由運動,由於奇環產生斥力,物體不會撞上奇環,不過,奇環附近有一個極為有趣的時空區,在那裏存在“閉合類時線”,沿這種時空曲線運動的物體可以不斷地回到自己的過去。

宇宙中大部分星係,包括我們居住的銀河係的中心都隱藏著一個超大質量黑洞。這些黑洞質量大小不一,大約99萬~400億個太陽質量。天文學家們通過探測黑洞周圍吸積盤發出的強烈輻射和熱量[2]推斷這些黑洞的存在。物質在受到強烈黑洞引力下落時,會在其周圍形成吸積盤盤旋下降,在這一過程中勢能迅速釋放,將物質加熱到極高的溫度,從而發出強烈輻射。黑洞通過吸積方式吞噬周圍物質,這可能就是它的成長方式。

這項最新的研究采用了全世界最先進的地基觀測設施,包括位於美國夏威夷莫納克亞山頂,海拔4000多米處的北雙子座望遠鏡,位於智利帕拉那山的南雙子座望遠鏡,以及位於美國新墨西哥州聖阿古斯丁平原上的甚大陣射電望遠鏡。

觀測結果顯示,出現於宇宙年齡僅為12億年時的活躍黑洞,其質量要比稍後出現的大部分大質量黑洞質量小910。但是它們的成長速度非常快,因而它們的質量要比後者大得多。通過對這種成長速度的測算,研究人員可以估算出這些黑洞天體之前和之後的發展路徑。

該研究小組發現,那些最古老的黑洞,即那些在宇宙年齡僅為數億年時便開始進入全麵成長期的黑洞,它們的質量僅為太陽的99到2000倍。研究人員認為這些黑洞的形成和演化可能和宇宙中最早的恒星有關。