宇宙中有多少个黑洞?制造黑洞?黑洞吃什么?大黑洞普查

我们只能在特殊情况下确定它们的位置,例如当它们
【菜科解读】
众所周知,黑洞很难被探测到,因为它们和周围的空间一样黑。
我们只能在特殊情况下确定它们的位置,例如当它们从邻近的恒星中吸收气体或合并在一起时,释放出大量的引力波。
那么到底有多少黑洞呢?要回答这个问题,天文学家必须求助于理论计算来进行估计。
在最近的一项研究中,研究人员确定在我们的宇宙邻域中可能有数百万个尚未被探测到的小黑洞。
这意味着宇宙中大约 1% 的物质被束缚在黑洞内。
怎么制造黑洞? 要制造黑洞,你需要制造恒星,因为黑洞来自恒星的死亡。 因此,为了弄清楚宇宙中有多少黑洞,这项最近出现在预印本杂志 arXiv
上并已被《天体物理学杂志》接受发表的研究背后的研究人员不得不退后几步。 第一步是模拟数十亿年宇宙历史中的星系演化。 毕竟,星系是恒星的家园,它们的整体演化会影响它们内部出现的每种恒星的数量。 例如,一些星系可以年复一年地稳定地形成新的恒星。 其他人可能会遭遇合并事件,引发一轮令人难以置信的高恒星形成,结果它们会烧毁,再也不会产生任何值得注意的东西。 天文学家对整个宇宙时间的星系统计数据进行了已知的观察,并注意到了星系合并率和人口统计的总体趋势。 另一个关键因素是所谓的星系“金属丰度”,它是衡量星系内除氢和氦以外的元素(天文学家称之为“金属”)数量的指标。 更大的星系会有更多的气体,这使它们能够形成更多的恒星。 但是更多的金属可以增强气体的冷却,这反过来又有助于星系有效地产生新的恒星。 黑洞吃什么? 通过这些积木,天文学家建立了星系内恒星种群的模型,告诉他们宇宙中出现了多少小恒星、中恒星和大恒星。 然后他们需要追踪这些恒星的进化——最重要的是,死亡。 为此,他们转向模拟,将特定恒星的特性(质量和金属丰度)与其寿命和最终消亡联系起来。 只有一小部分最大的恒星会产生黑洞,而这些模拟会告诉天文学家,一个星系中每年有多少恒星会熄灭。 接下来,天文学家必须追踪双星系统的演化,因为黑洞可以以同胞恒星为食,在此过程中被它们的气体所吞噬。 因此,菜叶说说,在双星系统中形成的黑洞最终将比单独产生的黑洞更大。 随着黑洞年龄的增长,它们会继续以任何周围的气体为食,天文学家也估计过这一点。 最后,偶尔黑洞会在星际空间的黑暗中相互发现并融合在一起。 因此,为了进行准确的调查,天文学家必须估计每个星系内黑洞合并的速度。 大黑洞普查 把所有的部分放在一起,天文学家能够在数十亿年的时间里追踪黑洞的数量。 他们产生了所谓的“质量函数”,这是一种天文普查,报告在任何时间点每种大小的黑洞有多少。 毫不奇怪,最大的黑洞,被称为超大质量黑洞,比它们较小的同类要罕见得多。 研究人员发现,在每立方秒差距(其中一百万秒差距即 100 万秒差距,或 326
万光年)中,我们的宇宙拥有大约 5000 万个太阳质量的黑洞。 如果每个黑洞的质量是太阳质量的几倍,那么在相同的体积中大约有 1000 万个单独的黑洞。 从这个角度来看,黑洞所含的总质量约为恒星所含质量的 10%。 所以对于你在夜空中看到的所有星星,它们之间都潜伏着很多黑洞。 另一方面,超大质量黑洞极为罕见,每个星系通常只拥有一个这样的怪物。 总的来说,黑洞约占当今宇宙中所有重子(如暗物质)物质的 1%。 到目前为止,大部分重子物质都存在于松散的星云中。 但是,这也没什么好打喷嚏的,这意味着黑洞非常普遍。
在太阳系,和地球类似的天体非常多。
跟着人类科技的先进,我们总算知道,地球只是一颗一般的行星,在太阳系,和地球类似的天体非常多。
即使脱离太阳系,在世界中,行星这种天体也是无处不在,而且广泛比地球大得多,甚至也比 太阳系最大的行星 木星大。
关于体积和木星类似、又距离宿主 恒星 非常近的一类系外行星,科学家统称为热木星。
到目前为止,人类现已发现了几百颗热木星。
而这种天体的总数,实际上要更多。
根据天文学家预算, 银河系 内至稀有1000亿颗行星,其间7%是热木星。
这个份额看起来不大,可是终究基数大,算下来估计也有70亿,和地球上的人口差不多了。
那么,世界中的热木星为何叫“热”木星呢?它们究竟有多热呢? 首要,它们距离自己的宿主恒星非常近。
太阳系内最内侧的行星是水星,距离太阳姑且有5800万公里。
而热木星,最近的甚至或许只需几百万公里。
由于它们距离宿主恒星如此之近,导致许多热木星处于潮汐确认情况,也就是说,它们和月亮相同,只需一面可以朝向自己的宿主恒星。
离宿主恒星很近、潮汐确认,导致了热木星表面温度极高,过1000℃那是常有的事,甚至最高的还有逾越4000℃的。
相比之下,有些比较小的恒星,或许还没有这么热。
而热木星的本质和木星相同,是以气体为主的巨行星。
我们知道,热胀冷缩的现象在气体的情况下表现得尤为显着。
因此,热木星广泛非常疏松,尽管有许多热木星质量还没有木星大,可是体积却逾越了木星。
这也导致了另一个效果,最外层的气体很暗淡,影响了它们凌日的作用,因此科学家也很难判别它们的直径究竟有多少。
可是,问题在于:尽管温度很高,这些热木星的体积好像也大得有点过火啊,热胀冷缩有这么强的作用吗? 有一些科学家指出:热木星的内部,或许也存在热源。
在宿主恒星的炙烤下,热木星表面温度急剧升高。
当温度提升到1500K之后,它内部的钠、钾等元素就会被电离。
而在星球表面的风的作用下,这些带电粒子就会在它们的磁场内部高速移动。
我们知道,磁是可以生电的,它们不断切开磁感线,就会发生电流。
而电流会发生出热量,在内部给热木星加温。
就这样,本来外界环境就极热,内部又像是一个电烤箱,热木星就会大幅胀大,变成了今天的姿态。
那么,已然热木星只需一面朝向宿主恒星,另一面永久处于黑私自,它的不好是否就比较“凉快”呢? 绝非如此。
我们知道,木星的表面布满了林林总总的条纹,菜叶说说,实际上都是木星表面的风暴。
热木星在这一点也是和木星非常类似的,它们表面空气活动速度非常快,所以正面的超高温空气很快就会被吹到不好。
就这样,不好也变成了阴间一般的酷热世界。
科学家给出了两种猜测,第一就是宇宙中可能存在一些喜欢四处游走的恒星。
假如把规模放大到整个世界,那么提起质量大,咱们都会想到黑洞。
目前为止,人们发现的质量最大的黑洞,质量足足是太阳质量的八亿倍。
当然,这仅仅最大的,其它的黑洞质量并没有这么惊骇。
榜首名和第二名差了一个世纪这样的工作,不止会在你的分数榜上,也会出在黑洞质量的比照中。
咱们观测到的一般的黑洞的质量都不会超过几十倍太阳质量。
但饶是这样的质量,也足以捕捉其它天体了。
人类假如误入了黑洞,必定会被吞噬。
看样子,菜叶说说,假如遭遇黑洞,没有天体能够摆脱被拖入内部的命运。
可是工作总有例外。
近日,科学家们发现了一颗奇特的小恒星。
说它奇特,是因为它处在一处700倍太阳质量的黑洞的邻近,却并没有被黑洞吞噬。
反而彻底无视黑洞的存在,我行我素地在世界中发出着自己的亮光,非常惹眼。
那么,为什么黑洞邻近会有小恒星的存在呢? 科学家给出了两种猜想,榜首便是世界中可能存在一些喜爱四处游走的恒星,这些恒星自身温度就很高,随之后边遇到黑洞的时候,会因为发出紫外线辐射,而导致恒星周围的气体云团发生坍缩,终究构成一颗小恒星。
第二种可能性便是黑洞的邻近会有一些密度较大的分子云,这些分子云并不是彻底停止的,它们之间的磕碰和揉捏会使得它们终究集合在一起,在密度满足后就会慢慢变成恒星。
当然,这些仅仅对这颗小恒星来历的猜想。
而现实到底是怎么一回事,还有待后续研讨。
一起,在这颗小恒星的身上,还有许多未解之谜等候咱们探究,比方为什么它能够不被吞噬,它又有什么物理特征等等。
可是不论怎么样,这颗小恒星的呈现,都将为人类研讨如何摆脱黑洞的招引提供了条件。
相信在不就的将来,人类能够不用再害怕黑洞可怕的招引力了。