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最小黑洞被发现,质量是太阳的3倍,3个太阳合并就会变成黑洞吗?

黑洞,存在于宇宙空间中的一种神秘天体。它的引力极其强大,以至于光都无法逃脱。所以黑洞无法被我们直接观测到。

最小黑洞被发现,质量是太阳的3倍,3个太阳合并就会变成黑洞吗?

早在100多年以前的1916年,正在前线服役的德国天文学家卡尔史瓦西通过计算预测到了黑洞的存在。直到2019年4月10日,人类的第一张黑洞图片才面世。无疑黑洞是一种非常神秘的天体。

黑洞并不是我们从字面意思上理解的那样是一个洞。黑洞和太阳、地球等其他天体一样都是具有质量甚至是电荷的天体。目前科学家发现的黑洞大多数的质量都非常的巨大。像人类的第一张黑洞照片M87星系中心的黑洞,质量大约是太阳的65亿倍。这是一个我们难以想象的天文数字。同样,在银河系的中心也有一个超大质量的黑洞。它的质量大约是太阳的370万倍。

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黑洞的质量都是非常大的么?也并非完全如此,在宇宙中也存在着质量比较小的黑洞。来自美国俄亥俄州的天文学家发现了有记录以来最小的黑洞。这个黑洞位于独角兽座,因此被命名为“独角兽”。

黑洞“独角兽”的质量大约是太阳的3倍。和前面提到的那些位于星系中心的超大质量黑洞相比较,独角兽的质量是非常小的。这个黑洞距离地球大约1500光年。它也是目前为止已发现的黑洞中距离地球最近的。

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黑洞独角兽

那么这个3倍于太阳质量的黑洞“独角兽”有多大呢?科学家认为黑洞是一种密度无限大,体积无限小的天体。因此我们无法描述黑洞的真实大小。但是黑洞都有一个界面叫做“视界”。视界并非黑洞本身。

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黑洞的视界

在“视界”范围内,受到黑洞强大引力的影响,光都无法逃脱。因此视界以内就是黑洞的地盘,里面究竟是什么样子的,我们无法观察到。但是恰好位于视界的边缘和世界以外的地方却是我们能够观察到的。因此视界到黑洞本身的半径范围可以作为我们描述黑洞大小的参考。这个半径就叫做史瓦西半径。

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史瓦西半径就是以黑洞的预测者德国天文学家卡尔史瓦西的名字命名的。它的公式是这样的。我们可以用它来计算一下独角兽黑洞的史瓦西半径。计算结果为,它的史瓦西半径是8847米。这个数值和珠穆朗玛峰的海拔高度很相近啊!

这个数字看上去很大,其实是很小的。不要忘记了,这可是3倍于太阳质量的黑洞形成的视界半径大小啊!

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这么小的一个黑洞,距离地球又有1500光年,天文学家是怎么发现它的呢?这得益于它身边的伴星。科学家发现了一颗红巨星仿佛被一只看不见的手拉扯着。这颗恒星的亮度,形状,运行速度和轨道都受到了影响。因此天文学家通过这些蛛丝马迹发现了这颗红巨星身边的黑洞。

有朋友看到这个黑洞的质量仅有太阳的3倍,心中不免产生困惑。如果将3个太阳质量的物质合并到一起就会产生一个黑洞吗?这种想法可是不正确的。为什么呢?一起来了解一下。

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黑洞是怎么来的呢?科学家认为,黑洞一般是由死亡的大质量的恒星演化而来的。当一颗大质量的恒星内部的核聚变反应材料耗尽时,它的生命也就随之终结了。此时恒星因为核聚变反应产生的辐射压随着核聚变反应的停止而减弱,无法与恒星自身的重力相抗衡。这样恒星自身的物质就会急速向恒星中心坍塌坠落。所有的物质一股脑儿地砸向了恒星的中心。这样恒星就会产生剧烈的爆炸。我们把恒星的这种爆炸叫做超新星爆发。

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超新星爆发将恒星的大部分物质抛向了宇宙之中,但恒星核心处还是有一部分物质残留了下来。这部分物质在恒星爆炸是受到了极大程度地挤压。以至于物质的原子核都并排到了一起,密度高达每立方厘米1亿吨以上。这就是中子星。一颗半径10公里的中子星其质量就相当于太阳了。

但是还有一些大质量的恒星死亡的终点并非中子星。它们在超新星爆炸后残余的质量达到了叫做“奥本海默-沃尔科夫极限”值时,即残余质量超过了3~4倍太阳质量,可怕的一幕就会发生。

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在恒星残骸内部,中子之间的简并压也能阻止其重力的继续坍塌了。恒星残骸物质继续被压缩,一直到中子也被重力压得粉碎,进一步收缩。这样死亡的恒星残骸会不断地被压缩下去,直到变成了一个密度无限大,体积无限小的黑洞。

因此,黑洞的质量3倍于太阳质量,只能说是恒星在发生超新星爆发后残余的质量超过了太阳质量的3倍。单纯的3个太阳质量的恒星是无法形成黑洞的。形成黑洞“独角兽”的恒星最初的质量至少是太阳的12倍以上。它爆炸后才能产生这么大的黑洞。

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