1.遥远天体发出的光在黑洞附近会发生弯曲;2.黑洞的引力会对附近的天体产生影响;3.当黑洞吞噬恒星等物质时,这些物质会被黑洞的巨大引力撕成气体,在黑洞视界外围形成旋转的气体吸积盘;4.通过探测两个黑洞合并时发出的引力波。
方法一:柴郡猫的微笑
虽然人类无法直接看到黑洞,但它就像《爱丽丝梦游仙境》中张牙舞爪的柴郡猫一样,展示着它的 强引力导致的时间空扭曲。微笑。。
遥远天体发出的光在黑洞附近会发生弯曲,黑洞起到了引力透镜的作用。
爱因斯坦的广义相对论预言了这种效应。对于一个大质量天体,比如黑洞或者星系,会产生很强的引力场,会让周围的时间空更加剧烈的弯曲,包括光在内的一切都会受到强引力场的影响。
哈勃空望远镜拍摄到了很多这样的例子,来自遥远背景星系的光线在穿过前方星系或黑洞产生的引力场时发生了扭曲 Arc ,甚至可以变成环形。
天文学家认为引力透镜不仅可以让我们了解遥远宇宙(背景星系)的情况,还包含了前景星系中心超大质量黑洞的信息。
方法二:明星围着谁跳舞?
黑洞的引力会影响附近的天体。
天文学家观察了一些天体系统,在这些系统中,两颗恒星由于引力相互吸引而绕着对方运动。
天文学家还发现,在一些这样的双星系统中,只能看到一颗恒星,它围绕着一颗看不见的伴星运行。
此外,大多数星系的中心都有一个超大质量黑洞。
就像地球绕着太阳转一样,星系中的恒星也绕着这个超级黑洞转。
从1995年开始,天文学家开始观测和记录银河系中央区域附近的90颗恒星的运行轨迹。
这些记录表明所有的恒星都围绕着一个黑暗的中心运行。
在20年的时间里,90位明星中有一位名叫S2的人完成了一次彻底的迂回。
根据S2的轨道数据,科学家们最终计算出了这颗位于银河系中心的黑暗天体的基本数据:其质量约为太阳质量的430万倍,半径约为0.002光年。
这么高密度的不发光天体,基本上只能是黑洞。
方法三:贪了就暴露了。
当黑洞吞噬恒星等物质时,这些物质会被黑洞巨大的引力撕成气体,在黑洞的视界周围形成一个旋转的气体吸积盘,气体在旋转的同时向视界靠近,最终被吸入黑洞。
吸积盘中的气体高速旋转。离视界越近,自转越快。高速气体之间的摩擦会产生大量的热量,使得吸积盘中心部分的气体温度达到惊人的高度,发出强烈的X射线。
科学家可以通过捕捉宇宙中的X射线来推断黑洞的存在。
有些黑洞在双星系统中,而另一个天体是正常恒星。在这种情况下,正常恒星的物质会被黑洞的强大引力所吸引。
这些物质不会直接落入黑洞,而是会先进入黑洞周围的吸积盘。有时候吸积气体量太大,无法被黑洞吞噬,多余的气体会沿着黑洞的两个旋转轴喷出,形成壮观的喷流。
正是因为吸积盘和喷流的存在,它们才能同时产生电磁辐射。科学家可以通过使用地面或too 空上的望远镜来探测黑洞的存在。
中国推出 洞察力 Tai 空望远镜就是用这种方法观测黑洞的。
方法四:看不见也能听见。
2015年9月14日,人类首次探测到引力波。从此他们有了感知宇宙的新能力,通过时间空涟漪聆听宇宙天体演奏的交响乐。
而引力波探测到的时间来自于两个黑洞的合并,这也是黑洞和双黑洞系统存在的最强证据。
引力波就像时间中的波纹空。
由两个黑洞组成的天体系统不会产生可探测的电磁辐射。
所以引力波是目前研究双恒星质量黑洞的唯一手段。
引力波为人类研究黑洞打开了新的窗口。
引力波探测可以帮助科学家了解宇宙中双黑洞系统的分布、形成和演化机制。
科学家认为,未来更高精度的引力波探测将使探测黑洞内部的物质分布成为可能,从而了解它们的形成和演化历史,这是任何其他天文观测手段都无法做到的。