银河系近邻星系核心发现超大质量黑洞

银河系近邻星系核心发现超大质量黑洞(图)

http://www.sina.com.cn 2011年03月31日 08:27 新浪科技

似曾相识：旋涡星系NGC 253的核心可能同样存在一个超大质量黑洞，类似银河系中的“人马座A”

深入核心：天文学家们现在认为宇宙中绝大部分星系的核心都存在着超大质量黑洞

新浪科技讯 北京时间3月31日消息，据英国《每日邮报》报道，天文学家发现一个银河系附近的近邻星系核心部位同样存在一个超大质量黑洞。在银河系的核心，存在一个被称作人马座A(Sagittarius A*)的射电源，这里被认为是一个质量巨大的黑洞。而这次的发现，可以说就是发现了人马座A的姊妹。

天文学家们使用位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)和美国宇航局的哈勃空间望远镜对旋涡星系NGC 253进行了研究。NGC 253又称为“玉夫座大星系”或“银币星系”，位于南天的玉夫座，距离地球约1200万光年。它是玉夫座星系团的成员，这是距离银河系最近的星系团之一。

安德里亚·吉兹(Andrea Ghez)是加州大学洛杉矶分校的物理学和天文学教授，研究领域主要是恒星和行星。她告诉记者，她们发现此处存在一个已经形成数十亿年的黑洞。这有可能是许多大质量恒星在生命终结时塌缩形成的，并且在此之后出现了相互融合，并最终形成这样的单个超大质量黑洞。

天文学家们长久以来一直怀疑在我们所在银河系的部位存在一种神秘的巨大力量。这个力量的源头距离我们太阳系大约2.6万光年。直到近几年，天文学家们才基本了解这种神秘的力量来自何处。

吉兹教授的研究重点在于恒星和行星的早期演化，以及星系内物质的本质及其分布规律。借助更先进的观测设备和手段，她的小组得以观察到这个星系核心部位的精细图像，并发现此处的恒星正以极快的速度运行。这样的高速运动只能以部位存在黑洞进行解释。 但这和大质量恒星生命终了时产生的恒星级黑洞有着本质的不同。这种位于星系核心部位的黑洞拥有数十万倍太阳质量，因此被称为“超大质量”黑洞。

“黑洞”是由于物质塌缩形成的密度极高的形态，其引力将强大到任何物质不能逃脱，包括光线。正是由于这种特性，黑洞无法被直接观测到，但它的引力作用会对周遭的星系和其他物质产生影响，从而为科学家们提供线索。

我们的银河系存在一个质量达到300万倍太阳质量的黑洞，位于人马座方向，它隐藏在夏季的南方夜空中。这个黑洞被称为“人马座A”。

但黑洞内部究竟是怎样的情景，至今依旧是物理学中最大的谜团之一。黑洞存在的理论依据最早源自阿尔伯特·爱因斯坦提出的“广义相对论”。根据这一理论，进入黑洞的物质将被压缩至的一点上，这个点具有无限大的密度，称为“奇点”。

但是，伦敦大学学院(UCL)的克里斯蒂安·博马(Christian Böhmer)教授提出了一种新的理论，称为“量子圈”(quantum loop)。根据这一理论，物质被吞入黑洞内部之后将进入另一个完全不同的宇宙空间，或陷入一个类似虫洞的连接通道，通向另一个黑洞。

自从1995年以来，吉兹教授借助位于夏威夷莫纳克亚山的凯克-1望远镜进行观测。这是全世界目前最大的地基光学和红外望远镜设备。科学家小组在此对旋涡星系NGC 253中心的200多颗恒星的运行情况进行了考察。她们发现其中20颗非常靠近黑洞的恒星的运行速度高达每小时300万英里(483万公里)，这是恒星常规运行速度的10倍。

她的工作，加上其他科学家们所做的研究工作一起，帮助人们得到这样一个结论，那就是：宇宙中的数千亿个星系中，全部(或至少绝大部分)的核心部位都包含有一个超大质量黑洞。

除此之外，科学家们还注意到这种黑洞的质量和性质与其所在宿主星系的大小和性质紧密相关。

黑洞既是毁灭者又是创造者。它吞噬一切靠近它的物质，但在此过程中又会发出超高能粒子束和剧烈的辐射。这种超大质量黑洞的研究进展正将天文学家和天体物理学家们的兴趣重新带回黑洞领域。

1915年，爱因斯坦的工作奠定了黑洞研究的理论基础。但是在那之后对于黑洞机制的研究却几乎停滞不前，原因就在于几乎没有任何办法可以对这种奇异的天体进行直接观测。直到现在，有关黑洞的研究依然被重重谜团阻挠。如这种超大质量黑洞究竟是如何逐渐形成的？很多研究已经给出了一些答案，但是要取得学界的一致意见，仍然尚需时日。(晨风)

5千万光年外发现质量最大黑洞：相当68亿个太阳

http://www.sina.com.cn 2011年01月18日 09:24 新浪科技

巨型黑洞：这是M87核心部位出现的一个巨大的喷流，距离地球约5000万光年

新浪科技讯 北京时间1月18日消息，据英国《每日邮报》报道，日前科学家们发现一个巨型黑洞，其质量高达68亿倍太阳质量。甚至其视界直径也相当于海王星轨道的4倍。视界是黑洞的边界，在此边界内，任务物质或信息都无法逃逸，连光也不例外。

这一巨型黑洞位于M87星系，距离地球约5000万光年。科学家们借助位于夏威夷经过特殊改装的望远镜进行观测并发现这一黑洞质量比人们原先的估计高两倍，使其成为已知质量最大的黑洞。

研究人员称这一超大质量黑洞有可能是过去某一阶段由数百个较小的黑洞合并而成的。相比之下，银河的黑洞质量要比它小1000倍。

当说到M87星系的黑洞时，来自德克萨斯大学奥斯丁分校的卡尔·吉布哈特(Karl Gebhardt)教授说：“它可是可以很轻易把整个太阳系吞进肚子里的。”

而来自加州理工学院的研究参与者，天文学家乔治·乔戈夫斯基(George Djorgovski)则补充说：“事实上，未来的观测可能会证实，我们现在认为是黑洞的天体真的是黑洞。因为即使是现在，我们也并没有直接的观测证据证明黑洞的存在。”

这个小组使用的望远镜是口径8.1米的，位于夏威夷莫纳克亚山顶的双子望远镜，并采用了自适应光学技术。

吉布哈特和他的小组成功地测量出围绕这一黑洞运行的恒星速度高达每秒500公里，这些数据使得他们有可能推算出黑洞的质量。他说：“这是对这一黑洞迄今最精确的质量推算数据。”之前的估算认为M87的黑洞质量约为30亿倍太阳质量。

不过，他们发现的这个大质量黑洞记录也不太可能保持太久。因为一群科学家们正谋划着调动全世界的望远镜进行组网观测，这将大大增强他们的观测能力，使他们更可能找到更大质量的黑洞。(晨风)

国家地理2010十大太空发现：黑洞内或存宇宙

http://www.sina.com.cn 2010年12月10日 10:00 新浪环球地理

新浪环球地理讯 北京时间12月10日消息，据美国国家地理杂志网站报道，美国“国家地理新闻”网站评选出2010年十大太空探索发现，包括适居行星、怪异极光、最大满月、预测时间尽头、黑洞内可能存在宇宙以及宇宙之外可能存在未知结构在内的发现纷纷榜上有名，其中的黑洞内可能存在宇宙问鼎2010年最大太空发现宝座。 1.黑洞内存在宇宙？

黑洞内存在宇宙？（图片来源：NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al., MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. and

ESO/WFI）

我们的宇宙就像是俄罗斯套娃的一部分，可能存在于一个黑洞之中，而这个黑洞则是一个更大的宇宙组成部分。迄今为止在我们的宇宙发现的所有黑洞——从微型黑洞到特大质量黑洞——可能都是通向另一个现实世界的大门。根据4月公布的一项令人费解的研究发现，黑洞实际上是宇宙之间的通道——一种虫洞。这项理论指出，正如一些科学家所预测的那样，黑洞吞噬的物质并不会沦落成一个点，而是从黑洞另一端的“白洞”喷出。 2.宇宙之外或存在未知结构

宇宙之外或存在未知结构（图片来源：Misti Mountain Observatory）

3月进行的一项研究指出，“暗流”(星系团的流动)的出现并不是偶然事件，它们的存在说明一些未知的尚未被观测到的“结构”就潜伏在宇宙以外的区域。2008年，科学家报告称发现数百个星系团朝同样方向流动，速度超过每小时220万英里(约合每小时360万公里)。这种神秘的移动无法用当前有关宇宙内质量分布的模型解释。因此，研究人员得出一项引发争议的结论，这些星系团受到已知宇宙外的物质引力拖拽。在2010年进行的研究中，同一支研究小组发现“暗流”延伸到宇宙更深处，超过此前的报告，与地球之间的距离至少达到25亿光年。

3.2010年最大满月

2010年最大满月（图片来源：Taylor S. Kennedy, National Geographic Stock）

1月末，东部地区迎来2010年的最大满月。满月的左侧是它的红色伴侣火星。1月的满月亮度比其他任何月份的满月高30%，视面积大14%，原因在于：此时月球与地球之间的距离最近，为221577英里(356593公里)。 4.太阳风暴打造怪异极光

太阳风暴打造怪异极光（图片来源：Roy Samuelsen, My Shot）

8月初，美国宇航局太阳动力学望远镜(SDO)搭载的照相机捕获到太阳表面的一次喷发，数吨等离子体——带电气体——直接飞向地球。这种现象被称之为“日冕物质抛射”。此次太阳喷发导致怪异极光出现，所在地区与极地间的距离超过往常的极光。 5.绿流星照亮美国中西部

绿流星照亮美国中西部（图片来源：University of Wisconsin - AOS/SSEC）

4月，一颗巨大的流星在美国中西部上空飞过。当地时间晚上10点15分左右，威斯康星州、爱荷华州、伊利诺斯州和密苏里州居民有幸目睹这难得一见的景象。这颗大火球暂时将夜空变成淡绿色，所产生的音爆在数百公里外的地方都能听到。芝加哥阿德勒天文馆的天文学家马克·哈默格伦在接受“国家地理新闻”网站采访时表示，根据有关流星的视频，他认为孕育流星的太空岩石的宽度可能达到6英尺(约合1.8米)，重量可能达到1000磅(约合453公斤)以上。

6.发现适居行星？

发现适居行星？（图片来源：Lynette Cook）

9月，科学家宣布在太阳系发现适于居住的行星，它拥有大气层、温和地带以及对生命来说至关重要的液态水。发现适居行星的消息一经宣布便引发争议。这颗行星名为Gliese 581g，质量大约是地球的3倍。由于被母星的潮汐力牢牢锁住，它的一侧始终处于白昼，另一侧则陷入永远的黑夜。科学家表示，如果真的有外星生物存在，它们最有可能生活在白昼与黑夜的分界线一带。这个温和地带被称之为“明暗界线”。 7.预测时间尽头

预测时间尽头（图片来源：NASA/ESA）

根据10日刊登的一篇研究论文，一项有关宇宙起源的理论认为时间将在50亿年内走到尽头。这一预测源于“永久膨胀”理论。该理论认为我们的宇宙只是无数宇宙中的一个。这就使得计算事件概率面临问题。多年来理论家一直通过一种名为“截点”的数学方法回避这个问题。研究论文作者表示，截点这种方法带来一个被忽视的结果。它们能够预测宇宙的时间何时走到尽头。

8.大手宇航员指甲更易脱落

大手宇航员指甲更易脱落（图片来源：NASA）

根据9月公布的一项研究发现，戴着航天手套在太空工作或者训练之后，手越大的宇航员指甲越有可能脱落。事实上，指甲损伤以及其他手部损伤——不管手有多大——是进行太空行走的宇航员最痛恨的事情。就目前而言，仅有的应对手段就是涂上保护性敷料，经常修建指甲或者进行预防性保养。论文的一名作者表示：“我听说几名宇航员在进行太空行走前会特意修剪一下指甲。” 9.哈勃发现最早期星系

哈勃发现最早期星系

天文学家1月宣布，哈勃太空望远镜首次在宇宙深处发现紧凑超蓝色星系，它们是迄今为止发现的最遥远同时也最为早期的星系。这些星系形成于大爆炸后5亿年，大爆炸出现于大约137亿年前。这一发现将已知星系形成时间向后推了大约15亿年。据悉，“哈勃”利用2009年安装的新照相机——宽视场照相机3号拍摄了这些星系的照片。 10.英仙座流星雨峰值

英仙座流星雨峰值（图片来源：Wally Pacholka, TWAN）

一年一度的英仙座流星雨在8月中旬达到峰值，无月的天空提供了近乎完美的观察条件。每一年的英仙座流星雨都像时钟一样非常有规律，会在地球穿过Swift-Tuttle彗星留下的巨大碎片云时出现。在以接近每小时10英里(约合每小时16万公里)的速度穿过地球大气层时，流星燃烧殆尽并发出耀眼的光芒，持续时间不足一秒。(孝文)

一周精彩太空照：麒麟座恒星摇篮照亮尘埃云

http://www.sina.com.cn 2010年10月14日 09:28 新浪环球地理

新浪环球地理讯 北京时间10月14日消息，美国国家地理网站公布了过去一周的精彩太空照片。这些照片集中展现了美国宇航局与其他国家航天局最新拍摄的新月形火星沙丘、幻日环及“恒星摇篮”等壮观景象。 1.麒麟座“恒星摇篮”

麒麟座“恒星摇篮”(图片提供： J. Emerson, VISTA/ESO)

在这张红外照片中，距离地球2700光年远的地方，一组炽热的年轻恒星清晰可见。这些恒星位于“恒星摇篮”麒麟座R2(它本身是麒麟座的一部分)，它们照亮了附近的尘埃云。这张照片于10月4日公布，是由位于智利的欧洲南方天文台(ESO)帕拉纳天文台的可见光和红外线勘测天文望远镜(VISTA)多次曝光拍摄的。作为一种巡天望远镜，可见光和红外线勘测天文望远镜不断扫描宇宙，寻找感兴趣的新天体，探测遥远恒星随时间推移的变化。 2.幻日环

幻日环(图片提供： Laurent Laveder, TWAN)

在这张由鱼眼相机捕捉的照片中，法国布列塔尼上空9月2日出现了两个大气圈。小圈(太阳处于其中心位置)被称为“22度光环”，因为这个圈的任意点同太阳的角度大概都为22度。当阳光或月光反射悬浮于地球大气层中的六边形冰晶，就会形成这种光环。据天体摄影术组织TWAN网站介绍，大圈(照片)是幻日环，比幻日或“22度光环”还罕见。 幻日环也是由阳光照射穿过地球大气层的冰晶形成的，虽然在这些情况下，冰晶具有特定的垂直方向。TWAN网站摄影师劳伦特·拉维达说：“从大约15年前开始，我就一直在等待幻日环的出现。”所以，当这些光环上个月在布列塔尼上空出现时，他早已做好了准备。 3.镍铁陨星

镍铁陨星(图片提供： NASA)

在美宇航局探测器“机遇”号9月24日拍摄的这张假色图中，一块火星岩石展现出奇特的外形。在通过“机遇”号的显微成像仪和α粒子与X射线分光仪对这块火星岩石进行检查后，美宇航局火星探测任务小组确定，它是一块镍铁陨石。他们将其命名为“Oileán Ruaid”，即一座爱尔兰岛屿的盖尔语名称。

“机遇”号正向12英里(约合19公里)外的奋进陨石坑进发，最近刚刚走完了一半的路程。奋进陨石坑直径为14英里(约合22公里)，鉴于最近在这个大坑的边缘发现了粘土，美宇航局科学家对其尤其感兴趣。粘土只有在有水的情况下才会形成，而一旦证明火星上有水，可能预示着生命的存在。 4.太阳系天体分布图

太阳系天体分布图(图片提供：NASA/JPL-Caltech/UCLA/JHU)

由于好莱坞灾难大片的不断强化，撞上地球的彗星或小行星的威胁引发人类巨大的恐慌。人类应对这一威胁的一个途径是，通过美宇航局“广域红外探测器”(WISE)对此类天体进行密切监控。正如通过WISE数据寻找近地天体的NEOWISE计划所探测到的情况，这个太阳系图表描述了彗星、小行星和行星的分布情况。

黑斑代表小行星，密密麻麻分布于太阳系的主要小行星带(位于火星和木星之间)。蓝色和黄色方块表示NEOWISE任务发现的彗星。绿色和红色小点最令人感到不安：它们代表距地球12.4万英里(20万公里)以内的近地天体。据美宇航局科学家介绍，平均计算，每隔10万年，就会有一颗直径在0.3英里(约合0.5公里)及0.3英里以上的小行星撞击地球，这种撞击会引起大规模生物灭绝事件。幸运的是，更小的小行星或彗星往往在到达地面以前，便在大气层中燃烧殆尽。 5.新月形火星沙丘

新月形火星沙丘(图片提供：NASA/JPL/University of Arizona)

在美宇航局火星勘测轨道飞行器HiRISE相机拍摄的这张单色照片上，新月形的火星沙丘呈现在我们面前。同地球上的沙丘一样，“赫歇尔”陨石坑中的这些沙丘是在大风不断吹动沙子时形成的。随着沙丘顺风扩展，它们合并后在沙丘边缘形成陡峭的“滑落面”。据HiRISE网站介绍，右上方的陨石坑因阻止沙丘在其后面移动而闻名，虽然它仍在不断积累着沙子。(孝文)