光不能逃离黑洞,那么为什么x射线流可以呢
- 培训职业
- 2025-06-19 18:10:25
大多数时候,黑洞不是这样的。它们比宇宙中的大多数恒星发出越来越亮的光。在黑洞的两端都有强烈的x射线和等离子体喷流,被称为天体物理喷流,延伸数千光年远。
光不能逃离黑洞,那么为什么x射线流可以呢?
黑洞发出一束x射线
例如,著名的超大质量黑洞M87*向5000光年长的太空发射了一股天体物理喷流,使哈勃太空望远镜很容易找到并定位它。
光不能逃离黑洞,那么为什么x射线流可以呢?
M87*黑洞及其天体物理喷流
这就是问题所在。我们都知道黑洞之所以被称为黑洞是因为它们的引力如此之强以至于光都无法逃脱;我们也知道x射线是光,那么为什么它不是被黑洞吞噬,而是被喷射出这么远的距离呢?这就是传说中的霍金辐射吗?
首先要确定的是,黑洞发出的天体物理喷流与霍金辐射无关,这是一个完全不同的概念。我们将在以后的文章中讨论霍金辐射,因为它也是一个非常有趣的主题。
黑洞是贪婪的生物
黑洞是宇宙中最强大的巨魔,但它们也是宇宙中最大的贪吃生物,吞噬它们附近的一切。在黑洞的引力作用下,任何恒星、行星或尘埃都会被拖进死亡的华尔兹,被撕成碎片并被吃掉。
光不能逃离黑洞,那么为什么x射线流可以呢?
吞噬恒星的黑洞
黑洞进食的方式很巧妙,也很有艺术感,它不会扑向恒星并将其吞下,而是先与恒星共舞。由于黑洞密度大,质量远高于正常恒星,进入黑洞引力场的恒星会先绕黑洞运行。当它旋转时,恒星中的一些气体被黑洞的潮汐力拉离恒星,并被黑洞吸走。
大多数飞向黑洞的气体并不指向黑洞的质心,所以气体流动具有角动量。它以非常快的速度绕着黑洞旋转,并逐渐向中心聚集,这就是所谓的吸积盘。
光不能逃离黑洞,那么为什么x射线流可以呢?
黑洞吸积盘的形成
大多数星际物质是由氢、氦等元素及其化合物组成的。当它被黑洞吸引并高速旋转时,由于角动量守恒,它不会立即落入黑洞。随着越来越多的气体和尘埃被黑洞的引力所吸引,圆盘变得更致密,气体和粒子之间的摩擦变得更强烈,导致极高的温度和强大的能量。
对于单个粒子,我们可以绘制出它绕黑洞运行的路径:
光不能逃离黑洞,那么为什么x射线流可以呢?
单个粒子的轨迹,从赤道和北极观察到的动画
另一方面,离黑洞视界越远的粒子,轨迹就越规则:
光不能逃离黑洞,那么为什么x射线流可以呢?
粒子在吸积盘中的运动轨迹
如果粒子受到冲击而减速,它就会迅速落入黑洞的视界,再也不会出来:
光不能逃离黑洞,那么为什么x射线流可以呢?
粒子失去角动量,落入黑洞
黑洞也会发光
大多数黑洞看起来并不“黑”。它们是宇宙中最明亮的恒星。为什么?
这些明亮的黑洞被称为类星体,它们的光和热是通过其外层的热吸积而释放出来的。黑洞吞噬恒星的过程中会吸收大量的气体和尘埃在周围,密集的气体和尘埃很暴力碰撞过程中高速旋转摩擦,将大量的高质量光和热,光和热的同时,因为黑洞强大的引力牵引无法逃脱,所以他们将日益拥挤的黑洞周围,形成光子。
光不能逃离黑洞,那么为什么x射线流可以呢?
稠密的气体相互碰撞,产生强大的光和热
同时,黑洞吸积盘薄层并不总是,因为黑洞的引力,边缘的气体将集中到中心,使该地区在视界附近形成一个大规模的高温等离子体流体,粒子相互碰撞在积累爬到高海拔地区,两极附近一个黑洞。
下一篇
教育学的多元化发展阶段。
多重随机标签