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黑洞喷流非常壮观,这种现象所需的能量来自哪里?
原标题:黑洞喷流非常壮观,这种现象所需的能量来自哪里?
我们在观看一些黑洞的模拟图像时,经常会看到从黑洞的两端喷射出超长的“光柱”,这种现象在天文学中称为“黑洞喷流”,而实际上从黑洞中喷出的“光柱”,是由大量的带电粒子所组成,而这些带电粒子流在天文观测中比较容易被发现,因此也成为证实黑洞存在的一个间接证据。不过,在我们的印象中,黑洞是一个引力巨大的天体结构,外界物体受到的都是向黑洞核心的引力作用,这种“喷流”现象为何反其道而行之,向外散发出去呢?
我们知道,黑洞是通过爱因斯坦的广义相对论预言出来的一种天体,根据引力场方程,凡是有质量的物体,对其周围的时空会产生不同程度的弯曲效应,如果天体的质量够大,那么时空的弯曲就会非常剧烈,以至于光线在沿着测地线运行时,会产生围绕质心旋转的现象,从而逃离不出这种时空的“漩涡”,科学家们将能够形成这种超强时空曲率的天体称为黑洞。随着天文观测技术的不断进步,科学家们利用引力透镜法、引力波动法等不同的方法,跳过了黑洞不能发射或者反射光线的这个屏障,间接获取得到了有关黑洞的特征,并且拍摄到了黑洞的“间接图像”。
大质量的恒星(生命末期残余质量仍大于4.2倍的太阳质量)经过超新星爆发之后,除了那些被抛洒出去的巨量组成以外,剩余的核心区域物质继续在引力作用下发生坍缩,最终将所有质量都集中在一个奇点之上,于是坍缩形成黑洞。根据万有引力定律,当一个物体距离黑洞的奇点距离达到一个临界值之后,由于超强的引力使得光线都无法逃逸出去,在这个临界范围以内,黑洞内部的所有信息都无法向外界“展示”,成为名副其实的“无底洞”。黑洞的这个临界范围,科学家将之称为黑洞的史瓦西半径,其计算公式为R=2G*M/c^2,其中G为万有引力常数,M为黑洞的质量,c为光速。
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