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黑洞如此“明亮”，为何银河系中心黑洞却如此昏暗？
热气体落入银河系中心的超大质量黑洞人马座A*的场景（计算机模拟）
新浪科技讯 北京时间4月28日消息，根据定义，黑洞是宇宙中密度极为巨大的天体，因此具有极其强大的引力，以至于光都无法逃脱。但是，如果你随便问一个天体物理学家，他们都会说黑洞是宇宙中最明亮的物体之一。这是怎么回事呢？
在某种程度上，这么说的原因在于黑洞并不是单独存在的。位于星系中心的超大质量黑洞通常被灼热的气体云所包围，而当这些物质流入黑洞时，就能在星系最黑暗的地方产生宇宙光环。
2019年5月，人马座A*爆发了一次巨大的耀光，这是由凯克望远镜拍摄的红外图像
2019年5月，人马座A*爆发了一次巨大的耀光，这是由凯克望远镜拍摄的红外图像
奇怪的是，银河系中心的黑洞却不像天体物理学家预期的那样明亮。相对而言，弄清银河系中心黑洞为何如此昏暗的原因，将有助于我们了解光线与落入黑洞的物体之间的联系。
为什么黑洞如此明亮？
黑洞发光的方式有许多种。当来自附近恒星的气体落入黑洞时，这些气体会像排水口的水流一样产生螺旋。在这个时候，气体会相互摩擦，逐渐升温。这基本上就和用两根木棍生火的过程是一样的，只不过落入黑洞的气体可以达到数百万度的高温。
组成这些气体的原子会被拉扯开，产生大量的正离子和负电子。搅动的带电粒子会产生湍流磁场，将气体汇聚成两股指向相反方向的喷流。如果其中一股喷流的角度恰好指向地球，我们就会看到一个明亮的黑洞。
不过，有时我们也不需要直接位于喷流的路径上。这些喷流也可能撞击附近的气体云，甚至邻近的星系，从而产生独特的辉光。
银河系中心的“昏暗”黑洞
在我们银河系的中心，存在着有一个异常平静的“怪物级”黑洞。资深天文学家、事件视界望远镜（EHT）项目科学家包杰夫（Geoffrey Bower）说：“作为一个黑洞，作为一个能量系统，它几乎是死的。”
那到底是为什么呢？美国密歇根大学的天体物理学家莉亚·科拉莱斯（Lia Corrales）说：“我们知道有某种机制可以阻止物质到达银河系中心，或者到达黑洞本身并落进去，但是我们还没弄清楚这种机制到底是什么。”
一种观点认为，当气体落入黑洞并被加热时，压力的增加会将气体推出。事实上，在不久前发表于《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）的一篇论文中，科拉莱斯和同事们公布了对钱德拉X射线卫星观测数据的统计分析结果。在长达一年的时间里，该卫星对银河系中心黑洞人马座A*（Sagittarius A*）进行了持续观测。研究发现，人马座A*附近的热气体正在向外移动并逐渐冷却。
然而，人马座A*并没有死。它还在一直活动，有时会变亮几百倍。天文学家不确定这些耀光是热气体团落入黑洞的结果，还是激波穿过气体，或者是磁性物质的弓形折断的结果，就像以弧线抛射出去的太阳耀斑一样。
为了获得整个过程的全貌，天文学家试图同时通过多种不同类型的望远镜来观察人马座A*。事件视界望远镜（EHT）是其中的重点。该计划将11个遍布地球的望远镜结合起来，形成一台口径相当于地球直径的虚拟望远镜。EHT可以观测到发光的气体如何在黑洞的外围缓慢移动，然后落入黑洞。其他望远镜可以观测到离黑洞更远的地方发生了什么。然后，天文学家可以比较这些观测结果，了解究竟是什么导致了耀光。
最早在2017年时，EHT开始用这11台望远镜中的8台观测人马座A*（余下3台在后来也加入了观测行列）。每年春天，EHT的所有望远镜只能观测10天，这是一个极其短暂但能够极大减少误差的观测窗口。不幸的是，2018年的恶劣天气限制了观测，而在2019年，技术故障迫使天文学家取消了观测计划。
不过，天文学家在2017年获得了幸运的结果。他们不仅能够通过太空中的钱德拉X射线望远镜的观测来协调EHT的运行，而且恰好观测到了人马座A*发出耀光的时候。目前天文学家还没有公布这些数据。
不走运的是，原定于3月26日开始的2020年观测活动日COVID-19疫情的爆发而取消。天文学家将不得不推迟到2021年再对人马座A*进行下一次观测。银河系中心这个安静的黑洞将不得不继续等待。
热气体落入银河系中心的超大质量黑洞人马座A*的场景（计算机模拟）
新浪科技讯 北京时间4月28日消息，根据定义，黑洞是宇宙中密度极为巨大的天体，因此具有极其强大的引力，以至于光都无法逃脱。但是，如果你随便问一个天体物理学家，他们都会说黑洞是宇宙中最明亮的物体之一。这是怎么回事呢？
在某种程度上，这么说的原因在于黑洞并不是单独存在的。位于星系中心的超大质量黑洞通常被灼热的气体云所包围，而当这些物质流入黑洞时，就能在星系最黑暗的地方产生宇宙光环。
2019年5月，人马座A*爆发了一次巨大的耀光，这是由凯克望远镜拍摄的红外图像
2019年5月，人马座A*爆发了一次巨大的耀光，这是由凯克望远镜拍摄的红外图像
奇怪的是，银河系中心的黑洞却不像天体物理学家预期的那样明亮。相对而言，弄清银河系中心黑洞为何如此昏暗的原因，将有助于我们了解光线与落入黑洞的物体之间的联系。
为什么黑洞如此明亮？
黑洞发光的方式有许多种。当来自附近恒星的气体落入黑洞时，这些气体会像排水口的水流一样产生螺旋。在这个时候，气体会相互摩擦，逐渐升温。这基本上就和用两根木棍生火的过程是一样的，只不过落入黑洞的气体可以达到数百万度的高温。
组成这些气体的原子会被拉扯开，产生大量的正离子和负电子。搅动的带电粒子会产生湍流磁场，将气体汇聚成两股指向相反方向的喷流。如果其中一股喷流的角度恰好指向地球，我们就会看到一个明亮的黑洞。
不过，有时我们也不需要直接位于喷流的路径上。这些喷流也可能撞击附近的气体云，甚至邻近的星系，从而产生独特的辉光。
银河系中心的“昏暗”黑洞
在我们银河系的中心，存在着有一个异常平静的“怪物级”黑洞。资深天文学家、事件视界望远镜（EHT）项目科学家包杰夫（Geoffrey Bower）说：“作为一个黑洞，作为一个能量系统，它几乎是死的。”
那到底是为什么呢？美国密歇根大学的天体物理学家莉亚·科拉莱斯（Lia Corrales）说：“我们知道有某种机制可以阻止物质到达银河系中心，或者到达黑洞本身并落进去，但是我们还没弄清楚这种机制到底是什么。”
一种观点认为，当气体落入黑洞并被加热时，压力的增加会将气体推出。事实上，在不久前发表于《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）的一篇论文中，科拉莱斯和同事们公布了对钱德拉X射线卫星观测数据的统计分析结果。在长达一年的时间里，该卫星对银河系中心黑洞人马座A*（Sagittarius A*）进行了持续观测。研究发现，人马座A*附近的热气体正在向外移动并逐渐冷却。
然而，人马座A*并没有死。它还在一直活动，有时会变亮几百倍。天文学家不确定这些耀光是热气体团落入黑洞的结果，还是激波穿过气体，或者是磁性物质的弓形折断的结果，就像以弧线抛射出去的太阳耀斑一样。
为了获得整个过程的全貌，天文学家试图同时通过多种不同类型的望远镜来观察人马座A*。事件视界望远镜（EHT）是其中的重点。该计划将11个遍布地球的望远镜结合起来，形成一台口径相当于地球直径的虚拟望远镜。EHT可以观测到发光的气体如何在黑洞的外围缓慢移动，然后落入黑洞。其他望远镜可以观测到离黑洞更远的地方发生了什么。然后，天文学家可以比较这些观测结果，了解究竟是什么导致了耀光。
最早在2017年时，EHT开始用这11台望远镜中的8台观测人马座A*（余下3台在后来也加入了观测行列）。每年春天，EHT的所有望远镜只能观测10天，这是一个极其短暂但能够极大减少误差的观测窗口。不幸的是，2018年的恶劣天气限制了观测，而在2019年，技术故障迫使天文学家取消了观测计划。
不过，天文学家在2017年获得了幸运的结果。他们不仅能够通过太空中的钱德拉X射线望远镜的观测来协调EHT的运行，而且恰好观测到了人马座A*发出耀光的时候。目前天文学家还没有公布这些数据。
不走运的是，原定于3月26日开始的2020年观测活动日COVID-19疫情的爆发而取消。天文学家将不得不推迟到2021年再对人马座A*进行下一次观测。银河系中心这个安静的黑洞将不得不继续等待。
【太阳系十九颗小行星或来自系外】
法国和巴西科学家在23日出版的《皇家天文学会月刊》刊文称，他们通过计算机模拟，发现有19颗小行星在加入太阳系之前，围绕另一颗恒星运行，这表明星际天体在太阳系中可能比我们想象得更为普遍。
据物理学家组织网23日报道，在此项新研究中，法国蔚蓝海岸天文台天文学家法提·纳穆尼和巴西圣保罗州立大学的海伦娜·莫赖斯使用一台超级计算机，对位于木星和海王星之间的半人马天体的运动轨道进行了精确模拟，发现了这19颗小行星起源于其他恒星的证据。
这两位科学家指出，在太阳系数十亿年的漫长历史中，经常会有“天外来客”闯入其中，其中某些星际天体仅是太阳系的“过客”，但有些星际天体会留下来并围绕太阳运行，新发现的这19颗小行星就是后面这种情况。计算表明，只有45亿年前太阳系诞生时，这些天体不在太阳系，才能解释它们当前的轨道和特性。
研究人员解释说，太阳系中的天体在45亿年前就与形成它们的尘埃和气体盘在同一平面上绕太阳公转，但这19个半人马天体不是此盘的一部分。而且，模拟表明，在45亿年前，这些半人马天体不仅垂直行星运动的平面绕太阳公转，而且距离导致太阳系小行星产生的圆盘很远。这表明，这19颗小行星诞生时并不属于太阳系。
那么，这19颗小行星是如何被太阳系“偷来”的呢？研究人员称，在太阳诞生的星团中，太阳与另一颗恒星相距很近，彼此之间产生了强烈的引力作用，使恒星系统相互捕获小行星。
另据美国太空网4月23日报道，莫赖斯说：“发现所有星际小行星是了解太阳系小行星和星际小行星物理和化学相似性和差异的重要一步，这些星际小行星将为我们提供有关太阳诞生星团、星际小行星捕获如何发生，以及星际物质如何丰富太阳系并在其演化方面发挥何种作用的线索。”
此前，科学家已经在太阳系发现并确认了两颗星际天体：2017年10月“现身”然后离开的“1I／奥陌陌”和2019年8月底“现身”的“2I／鲍里索夫”。
（注：图为星际天体“奥陌陌”。图片来源：英国《新科学家》杂志网站）
（来源：科技日报 刘霞）
法国和巴西科学家在23日出版的《皇家天文学会月刊》刊文称，他们通过计算机模拟，发现有19颗小行星在加入太阳系之前，围绕另一颗恒星运行，这表明星际天体在太阳系中可能比我们想象得更为普遍。
据物理学家组织网23日报道，在此项新研究中，法国蔚蓝海岸天文台天文学家法提·纳穆尼和巴西圣保罗州立大学的海伦娜·莫赖斯使用一台超级计算机，对位于木星和海王星之间的半人马天体的运动轨道进行了精确模拟，发现了这19颗小行星起源于其他恒星的证据。
这两位科学家指出，在太阳系数十亿年的漫长历史中，经常会有“天外来客”闯入其中，其中某些星际天体仅是太阳系的“过客”，但有些星际天体会留下来并围绕太阳运行，新发现的这19颗小行星就是后面这种情况。计算表明，只有45亿年前太阳系诞生时，这些天体不在太阳系，才能解释它们当前的轨道和特性。
研究人员解释说，太阳系中的天体在45亿年前就与形成它们的尘埃和气体盘在同一平面上绕太阳公转，但这19个半人马天体不是此盘的一部分。而且，模拟表明，在45亿年前，这些半人马天体不仅垂直行星运动的平面绕太阳公转，而且距离导致太阳系小行星产生的圆盘很远。这表明，这19颗小行星诞生时并不属于太阳系。
那么，这19颗小行星是如何被太阳系“偷来”的呢？研究人员称，在太阳诞生的星团中，太阳与另一颗恒星相距很近，彼此之间产生了强烈的引力作用，使恒星系统相互捕获小行星。
另据美国太空网4月23日报道，莫赖斯说：“发现所有星际小行星是了解太阳系小行星和星际小行星物理和化学相似性和差异的重要一步，这些星际小行星将为我们提供有关太阳诞生星团、星际小行星捕获如何发生，以及星际物质如何丰富太阳系并在其演化方面发挥何种作用的线索。”
此前，科学家已经在太阳系发现并确认了两颗星际天体：2017年10月“现身”然后离开的“1I／奥陌陌”和2019年8月底“现身”的“2I／鲍里索夫”。
（注：图为星际天体“奥陌陌”。图片来源：英国《新科学家》杂志网站）
（来源：科技日报 刘霞）
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