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来源:www.zhongliu365.com时间:2012-10-30奇闻指数:编辑:admin手机版
银河系中心的黑洞不仅会吞噬周围的物质,还会向外辐射出能量,黑洞的活动程度 与其所在的整个星系有莫大的关系,如果银河系中心没有黑洞,也许我们今天所在 的太阳系将不会存在。
在浩瀚的宇宙中,我们的存在犹如白驹过隙。人类的需求完全被宇宙所忽视,大自然以难以琢磨的方式,在空间和时间的尺度上施展着自己强大的威力。也许我们唯一能聊以慰籍的就是,关于我们所在的地方,我们会提出无尽的问题并寻求它们的解答。问题之一便是,我们所处的这个特殊环境,与由恒星、星系以及黑洞所构成的宏伟宇宙画卷之间,到底有着怎样深刻的联系。
许多宇宙现象都能潜在地影响生命的存在,但有些影响会更明显一些,黑洞就是其中之一。宇宙中还没有其他天体可以如此高效地把物质转化成能量。也没有别的天体能像黑洞这样,可使物质以接近光速的速率运行数万光年。另外,黑洞还能诱捕附近的物质,任何东西都无法幸免。它们是宇宙中具有终极竞争力的食客,就像一个“吃货”,常常会狼吞虎咽地进食,而非细嚼慢咽。
落向黑洞的物质不会悄无声息地匿去。随着越来越接近视界(黑洞表面),物质会以极高的速度运动。如果黑洞本身也在自转,那么落入黑洞的物质还会以极高的速度做螺旋运动。这些物质与其他任何东西发生碰撞,它们所具有的巨大动能便会转化成原子和亚原子粒子的动能,释放出电磁辐射。在抵达视界前,这些数量巨大的粒子和光子可以逃离黑洞,向外汹涌而出。用一个粗略的比喻,便是浴缸排水带来的杂音。随着水流进入排水管,猛烈撞击空气中的分子,动能的一部分就会转化成声波。声波的运动速度比水快得多,可以从排水管中逃逸出来。对巨大的黑洞而言,在这样一个“消化”过程中所释放出的能量,足以对周围的星系产生广泛的影响。
物质被“喂”入超大质量黑洞的情形,就如同衣服在洗衣机中,会偶尔晃动并发出声响一样,该过程被称为“负载循环”。黑洞负载循环的大小代表了黑洞由吞食物质到恢复平静的转变速度。目前,位于银河系中央的超大质量黑洞正处于平静状态,但它也会随时间而转变。天文学家推测,银河系中心黑洞的负载循环与银河系的整体状态之间存在关联。同时,它也为解释太阳系如何滋养生命这一问题,提供了有趣的线索。
负载循环
根据天文观测的结果,我们惊奇地发现,黑洞负载循环与其宿主星系的恒星组成有关。这与把物质掷入黑洞,开启黑洞的负载循环有着相同的动力学过程。这个过程可能会影响星系中恒星的种类,在负载循环巅峰时爆发的黑洞,它所释放出的能量,可以改变星系中恒星的组成成分。这些成分对于了解星系系统的特性是至关重要的。星系中的恒星可以是红色、黄色或蓝色的,蓝色的恒星通常质量最大,但寿命也最短,只需几百万年,就会燃烧殆尽。这就表明,如果你在夜空中看到了蓝色的恒星,那你就目睹了年轻恒星系统的景象和它正在经历的生老病死。
天文学家发现,如果把来自一个星系的所有光线都加到一起,整体的颜色会倾向于红色或蓝色。红色的星系多是椭圆星系,而蓝色的则是旋涡星系。介于两者之间的则被认为是过渡型星系——在这种星系中,如果蓝色的年轻恒星死去,并得不到更替,那么星系也许会变得越来越红。根据颜色的混合逻辑,天文学家将这一中间地带称为“绿谷”(green valley)。
在过去的几十亿年里,正是最大的“绿谷”旋涡星系承载着最强的黑洞负载循环。在现代宇宙中,“绿谷”旋涡星系内的巨型黑洞极有规律地生长并爆发。这些星系中,恒星的总质量相当于1 000亿个太阳质量。比起其他旋涡星系,如果你有幸一瞥上述任何一个“绿谷”旋涡星系,你会有更大的几率看到黑洞进食的迹象。在这些星系中,大约有1/10拥有一个正在吞食物质的黑洞——用宇宙学的术语来讲,它们的吞食过程会不断的开启和停止。
人们还不清楚“绿谷”星系和中央黑洞之间的物理关联。“绿谷”星系是一个过渡区,绝大多数其他星系不是比它红,就是比它蓝。这类星系中的系统正处于转变过程中,它甚至可能会终止内部恒星的形成。我们知道,其他环境(例如星系团和年轻的大型星系)中的超大质量黑洞也可以产生这一效果。原因可能是,这些黑洞的行为正在使星系朝着“绿谷星系”转变;也可能是,使星系发生转变的环境,正在向黑洞“喂食”物质。
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