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研究发现黑洞饭后会“打嗝” 按照能量守恒原理不可能只吃不吐

很多朋友都知道黑洞是宇宙中的“饕餮猛兽”,吃东西只进不出,凡是被它吞噬的东西,那就别想再出来了,因为黑洞的引力实在太强了,强到连光都难以逃脱,光的移动速度是每秒30万公里,这个速度也是宇宙中物质移动的最快速度,那么光以如此之快的速度都难以逃脱黑洞的引力,其他物质就更别想逃离黑洞了,然而最近的一项天文学观测却违背了这一常理,让天文学家们诧异不已。

文章称全球多家大型天文台观测到在距离地球6.65亿光年的星系中,其中心黑洞莫名地亮了起来,但是都没有观察到这颗黑洞吞噬任何其他天体,天文学家们倾向于认为这个黑洞是自行发亮的,这违背了之前天体物理学认为的黑洞不吸收物质并不会发光的认知。

论文的第一作者是哈佛大学天文学家伊维特·森德斯,她表示这颗超大质量黑洞曾于2018年10月时被观测到吞噬了一颗恒星,当时曾经发出极强的光而被多家天文台观测到,这一事件被命名为AT2018hyz,之后这颗黑洞沉寂了近三年的时间,但是在2021年6月份,美国新墨西哥州甚大天线阵列(VLA)的无线电观测仪发现该黑洞又神秘地复活了,一度又发出极强的光,还有大量物质正在从黑洞内部被吐出来,这让天文学家们十分惊讶。

起初,森德斯等人以为这可能是一个观测错误,赶忙更仔细地检查这一事件,但是看了多家著名天文台乃至太空中探测卫星的观测数据后发现事件是真实的,而且数据显示这个黑洞当时向外喷射出来大量物质,这些物质以光速一半的速度向外发射,能量相当高。

但最为奇怪的是所有的观测数据都显示这个黑洞当时并没有吞噬任何新的天体,没有大量物质进入黑洞周边或内部激发出这种行为,所以这一事件很有可能是人类首次观测到黑洞的自行喷发。

根据爱因斯坦狭义相对论,物质在进入黑洞的事件视界之后是不可能再出来的,只有霍金辐射可以向外微量的辐射物质,但是这种物质辐射量小到完全可以忽略不计,所以一般认为黑洞本身是不发光,也不会向外发射物质的,黑洞就像我国神话传说中的饕餮巨兽,吃东西只吃不吐,所以这次的黑洞自发喷射物质事件让科学家们非常惊讶。

森德斯将这次发现的黑洞自发喷射物质的事件比喻为“黑洞吃饱饭后的打嗝”,她说:“这一事件的发生让我们完全措手不及,因为以前没有人见过这样的事情,在已有的物理规则下,这是不可能发生的,所以现在没有人想到会有这样的天文事件发生。”

这次的黑洞自行闪光事件距离它上次吞噬恒星已经过去了近三年时间,通常黑洞在吞噬物质时,有些碎片物质会在引力扰动下回到视界之外,但这种情况其实很少见,为什么AT2018hyz在吞噬恒星的时候没有向外喷射物质,却在两年零8个月之后又喷射了呢?

有天文学家认为,这一现象与黑洞内部的能量活动有关,有可能是两年多前黑洞吞噬的恒星在黑洞内部转化为能量流后冲击了黑洞内部的动态平衡,激发出了一种共振现象,最终使得部分物质得以从黑洞内部被推了出来。

但也有天文学家认为黑洞的运行并不会违反爱因斯坦狭义相对论,不可能把内部物质再吐出来,所以这次事件中黑洞之所以发光仍然是因为它吞噬了大量物质,没有观察到不代表它就没有吞噬,毕竟目前人类的天文观测能力还是太低了。

比如它吞噬了一颗大质量行星,行星本身是不发光的,所以其本身很难被观测到,当行星质量足够大,比如是一颗褐矮星,那么其在黑洞引力下被吞噬时,瞬间的闪光也是能被观测到的。

但是研究团队并不认同这种说法,因为观测数据显示并没有在黑洞周边发现引力波活动和引力扰动现象,所以倾向于认为这是一次黑洞的自行喷发现象,而且这是史上首次观测到黑洞的由内而外的物质喷发事件,目前科学家们也无法理解黑洞的这一行为,不过这也有助于科学家们重新认识黑洞与其他的活动特性。

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