Dela med sig:
10 sätt svart hål fortsätter att överraska oss
Ett svart hål är en stor mängd materia som pressas in i ett litet område med ett enormt gravitationstryck för sin storlek. Många svarta hål bildar sig från döende jätte stjärnor som kollapser i sig själva. Men även som svarta hål fortsätter de att bana och utöva samma gravitationstryck på föremål runt dem.
Visualisera det på så sätt. Om jorden blev ett svart hål (vilket det inte kunde) skulle det väga detsamma som det gör idag, men storleken skulle vara mindre än en mänsklig ögonboll. Men den ögonloben skulle ha samma gravitationstryck, så månen skulle fortsätta att bana runt den.
Du skulle inte se det svarta hålet direkt eftersom gränsen runt munnen (kallad "händelsehorisonten") fäller in ljuset. Men som osynlig vind som orsakar träd att böja och svaja, tror vi att det finns svarta hål på grund av deras inverkan på omgivningen.
Inte alla forskare tror på svarta hål. Men för de som gör, fortsätter överraskningarna bara att komma.
10Vore tidiga förfäder kan ha sett Mjölkets svarta hål
För omkring två miljoner år sedan sprängde det supermassiva svarta hålet i mitten av vår galax i livet med ett strålande glöd. Vid den tiden började mannen bara gå upprätt. Våra förfäder skulle ha sett ett månstorlek i den södra himlen som såg ut som en ljus fuzzboll eller fläck.
Vårt svarta hål, Skytten A *, är tyst nu. Men sedan dess trodde man vara en aktiv galaktisk kärna (AGN), den energiproducerande kompakta mitten av en galax som kraftigt skymmer resten av den. En matning av svart hål kan vara källan till ett AGN, eftersom dess gravitationskraft lockar materia, bildar en skiva som värmer upp och lyser. Om skivan drar i stora mängder materia, kommer två ljusa strålar av högenergipartiklar att avkastas från det svarta hålet vinkelrätt mot sin rotation.
Astronomer utvecklade denna AGN-teori 2010 efter att ha upptäckt två Fermi-bubblor som sträcker sig över 25 000 ljusår över och under vår galax. Forskarna tror att AGN-jets skulle kunna ha producerat dessa bubblor mellan en och tre miljoner år sedan.
Den svarta håls ljuset skulle ha varit ett par tusen år för våra förfäder. Enligt antropologen Chris Stringer, "Det var början på släktet Homo. Stenverktygstillverkning hade redan börjat, men hjärnan började förstoras. "Om Skytten A * går AGN igen kan vi bli behandlade till vårt eget fantastiska ljusprogram i nattskyen.
9 Inte varje kosmiskt kraftverk är ett svart hål
Under årtionden trodde många forskare att extremt ljusa röntgenkällor, kända som ultraluminska röntgenkällor (ULX), skulle orsakas av svarta hål som åt stjärnor eller andra ämnen.
När det svarta hålets enorma gravitation lockar gasen från en närliggande stjärna, spiralar den gasen ner för att bilda en accretionsdisk runt det svarta hålet. Som vatten cirklar innan det går ner i avloppet accelererar gasen kraftigt och värmer till extremt höga temperaturer som släpper ljusstrålkastarljuset i alla riktningar. Ju större matning svart hål desto mer konsumerar och ljusare ljus.
Det var teorin. Därefter upptäckte astronomer i en närliggande galax M82 en ULX-källa som pulsade och avgav en ljus röntgenstråle som svepte över jorden varje 1.37 sekunder som en fyrbelyst. Problemet är att svarta hål inte pulsar. Pulsars puls.
En pulsar är en spinnande neutronstjärna (resterna av en döende stjärna som inte var tillräckligt stor för att bli ett svart hål) som avger röntgenljus från sina magnetiska poler som fyrbocken som just beskrivits. Men pulsaren i M82-galaxen är 100 gånger ljusare än sin massa bör tillåta enligt en fysikriktlinje som kallas Eddington-gränsen. Det borde inte vara en ULX-källa.
"Du kanske tänker på denna pulsar som den mäktiga musen av stjärnrester," säger Fiona Harrison från California Institute of Technology. "Det har all kraft i ett svart hål med mycket mindre massa. Pulsaren verkar vara att äta motsvarigheten till en svart håldiet. "
Astronomer måste nu ompröva andra ULX-källor för att se om de pulsar. De kan inte längre anta att varje ULX-källa, eller kosmisk krafthus, är ett svart hål.
8Mer gluttonous än imaginerade
Fram till nyligen trodde forskare att storleken på ett svart hål bestämde topphastigheten vid vilken den kunde äta och producera ljus (Eddington-gränsen). Då upptäckte de P13, ett svart hål i galaxen NGC7793, som roterar runt en supergiant stjärna medan den kannibaliserar den. Men P13 slår sig själv på sin följeslagarstjärna 10 gånger snabbare än astronomerna trodde vara möjliga.
P13 antas vara 15 gånger mindre än vår sol än en miljon gånger ljusare. Det har förmågan att sluka sin följeslagare på mindre än en miljon år, vilket är snabbt i kosmisk tid.
Detta lilla svarta hål förbrukar materia med en vikt som motsvarar 100 miljarder hundar i varje minut. "Takeru Kobayashi visade oss som en storartad legende, storleksanpassar inte alltid i konkurrensutsatt mat, och även små svarta hål kan äta gas i enastående takt", säger astronomen Roberto Soria.
Liksom M82-pulsaren är P13 en ultralumin röntgenkälla som inte bara bryter mot Eddington-gränsen - den slår ut den från galaxen. Astronomer inser nu att det inte får finnas en sträng gräns för hur mycket ett svart hål kan äta.
7Supermassive Black Holes kan vara mer många än vi trodde
Svarta hål kommer i olika storlekar, från primordial (som kan vara så liten som en atom) till supermassiv (med massor större än en miljon soler packade i storleken på ett solsystem). Det kan till och med vara en sällsynt extra stor storlek som kallas ultramassiv.
Vid en tidpunkt trodde endast större galaxer att innehålla massiva svarta hål.Men i början av 2014 avslöjade astronomer att över 100 små dvärggalaxer verkar ha massiva svarta hål i sina centra. Jämfört med vårt Milky Way insamling av 200-400 miljarder stjärnor har en dvärggalax bara några miljarder stjärnor och mycket mindre massa.
Sedan i september 2014 meddelade astronomer att de hade hittat ett supermassivt svart hål i en ultrakompakt dvärggalax kallad M60-UCD1, den tätaste galaxen som för närvarande är känd. Om du bodde i M60-UCD1 skulle du se minst en miljon stjärnor på nattskyen i motsats till de 4000 stjärnor vi ser från jorden med blotta ögat.
Även om Vintergatan sitt centrala svarta hål har en massa på fyra miljoner soler, är det mindre än 0,01 procent av vår galaxs totala massa. I jämförelse är M60-UCD1s centrala svarta hål ett monster, med en massa på 21 miljoner solar som är 15 procent av sin galaxs totala massa.
Baserat på dessa fynd tror vissa astronomer att många ultrakompakta dvärggalaxer kan vara resterna av större galaxer som slits ihop när de kolliderade med andra galaxer. Så det kan finnas så många supermassiva svarta hål i centra av ultrakompakta dvärggalaxer som det finns i större galaxer.
6Gobbling massa som en baby Pac-Man
Quasars är de lysande centra av de avlägsna galaxerna vi kan se i vårt universum. De antas vara supermassiva svarta hål med accretionsdiskar som spränger ut otroligt ljust röntgenljus. Quasars kan lysa upp till två biljoner gånger ljusare än vår sol. De kan vara miljarder ljusår borta från jorden. Att titta på en quasar är att titta tillbaka i tid på sitt bebisfoto.
Forskare har förbryllat över hur ett tidigt svart hål kunde börja livet med uppskattade 10 solmassor och växa sedan snabbt till mer än en miljarder solmassor strax efter big bang. Under normala förhållanden drog gas mot ett svart hål spiraler ner för att bilda en accretionsdisk. En del gas trickles inuti, men flera processer sänker vanligen tillväxten av ett svart hål.
Forskare tror att det tidiga universum innehöll kalla gasströmmar som var mycket tätare än idag. Ett ungt svart hål skulle ha flyttat snabbt, ständigt byta riktning som en gobbling baby Pac-Man som närliggande babystjärnor knackade den runt. Dessa snabba riktningsändringar kan ha låt det svarta hålet äta material direkt från dessa tätare gasflöden så fort att den långsamma spiralen aldrig hände. När det svarta hålet växte, åt det ännu snabbare. I en kosmiskt snabb 10 miljoner år hade det svarta hålet vuxit från 10 solmassor till 10 000 solmassor. Då skulle tillväxten ha minskat. Men vägen till en vikt av minst en miljarder solmassor skulle ha blivit låst i.
5Blackhål kan förhindra stjärnformation
I mogna galaxer upptäckte forskare att massiva svarta hål kan stoppa utvecklingen av babystjärnor genom att spya ut partiklar som avger radiovågor. I närheten av ljusets hastighet fungerar dessa uppvärmda strålar som avkopplare för att stoppa het gas i galaxen från kylning och kondensera till nya stjärnor. Forskare vet inte varför centrala svarta hål i dessa äldre, ofta elliptiska, galaxer börjar avge dessa partiklar.
Men tills nyligen trodde de att massiva centrala svarta hål alltid var skyldiga för "röda och döda galaxer", som endast består av äldre stjärnor. Sedan upptäckte de flera kompakta, unga galaxer som dör för tidigt. Dessa unga galaxer har massan av Vintergatan klämd in i ett relativt litet område.
Baserat på sin forskning tror ett astronomlag att dessa stjärnor är ansvariga för att vända sin egen avbrytare i dessa yngre galaxer. En utbrott av star-making aktivitet verkar börja med kollisionen av två gasrika galaxer som trampar mycket kall gas in i den sammanslagna galaxens kompakta centrum. Då kan energin från den här frenzied birthing-aktiviteten spränga bort eventuell kvarstående gas som stänger av framtida stjärnformation. Det är också möjligt att gasen i dessa galaxer helt enkelt blir för het för att kyla och kondensera till nya stjärnor.
4The Eye Of Sauron visar svart hål väger mer
Astronomer tror nu att supermassiva svarta hål i galaxernas centrum har 40 procent mer massa än ursprungligen trodde. Detta kan hjälpa till att förklara varför Eddington-gränsen för ljusstyrka inte fungerar med några aktuella massberäkningar.
Forskare använde en landmätningsteknik för att mäta avståndet till NGC 4151-galaxen, vars aktiva kärna kallas "Eye of Sauron", eftersom det ser ut som sitt namnbror från Sagan om ringen filmer. En tidigare teknik hade uppskattat avståndet från jorden till NGC 4151s centrala svarta hål som 13 miljoner-95 miljoner ljusår.
Forskare bestämde sig för att använda dubbla Keck-teleskop i Hawaii - och enklare matematik - för att få ett resultat med nästan 90 procent noggrannhet. NGC 4151s svarta hål var aktivt, matar på närliggande gas och producerar röntgenljus. Denna ultravioletta strålning uppvärmde sedan en dammring som kretsar om det svarta hålet. Efter 30 dagar skulle dammet avge infraröd strålning. Med tiden på 30 dagar och ljusets hastighet beräknade forskarna avståndet mellan det svarta hålet och dammringen.
Det avståndet användes för att bilda basen av en likvärdig triangel. Efter mätning av vinkeln i himmelen från dammringen använde forskarna enkel geometri för att beräkna avståndet till Saurons öga som ungefär 62 miljoner ljusår.
Denna mycket enklare teknik ger dem nu möjlighet att mäta massan av supermassiva svarta hål mer exakt. En annan användning är att mäta hur snabbt universum expanderar, vilket skulle bidra till att bestämma universums ålder.
3Förklara hur humleflugor flyger
Fram till nyligen trodde de flesta gravitationsforskare att rymdtid inte kunde vara turbulent. Men tre vetenskapsmän gjorde den troen på huvudet när de bestämde sig för att analysera huruvida gravitationen kunde beter sig som en vätska. Under de rätta förhållandena är vätskor turbulenta. Som grädde rör sig i ditt kaffe, kan de virvla runt och virvel istället för att flytta smidigt.
Forskarna bosatte sig på snabba svarta hål för sin studie. Rumstiden är mindre viskös runt snabba svarta hål, vilket ökar möjligheten till turbulens, som liknar hur vattnet virvlar mer än melass.
Resultaten var överraskande, även till dem. "Under de senaste åren har vi gått från ett allvarligt tvivel om huruvida tyngdkraften någonsin kan bli turbulent till ganska högt förtroende för att det kan", säger forskaren Luis Lehner.
Innan den här tiden kan gå från en teoretisk upptäckt till en observerbar en. Nya detektorer kan snart få möjlighet att upptäcka gravitationsvågor, krusningar i rymdtid som beter sig som vågor i havet när en båt seglar genom den. I rymden kan gravitationsvätska rippla från stora kosmiska händelser som två svarta hål som kolliderar.
Men dessa resultat kan också hjälpa oss att förstå turbulensen här på jorden - inklusive orkanernas fysik, vindskjuvning med flygplan och det omöjligt omöjliga flygandet av humlebisen.
2 Centrumet för en galaktisk mordmysteri
Vissa astronomer tror att ett mordmysteri i rymden vänder pulsar till små svarta hål. Det kallas det "saknade pulsarproblemet."
För att återskapa, pulsarar spinnar neutronstjärnor (resterna av döende stjärnor för små för att bli svarta hål) som avger ljus strålning från sina magnetiska poler som en fyrbjörn. Med så många stjärnor i vår galax borde minst 50 döda vara pulsar i mitten av vårt Vintergata. Men astronomer kan bara hitta en.
Det finns flera möjliga förklaringar, men en av de mest spännande innebära mörk materia. Liksom svarta hål är mörk materia osynlig och kan bara detekteras genom att dess gravitationsdrag samverkar med andra objekt i rymden.
Två forskare har föreslagit att en pulsar gravitation kan locka vissa partiklar av mörk materia, vilket får den mörka materien att svälla pulsaren i en så stor storlek att den kollapsar i ett svart hål. Pulsaren blir så stor att den stansar ett hål genom rymdtidens tyg och försvinner. "Mörk materia kan inte samlas så tätt eller så snabbt i mitten av vanliga stjärnor", säger forskaren Joseph Bramante. "Men i pulsar skulle det mörka materialet samlas in i ungefär en 2 meter boll. Då kollar den bollen in i ett svart hål, och det suger upp pulsaren. "
Vissa mörka ämnen kombinerar materia och antimaterier i varje partikel. De partiklarna skulle förstöra varandra vid kontakt. Så forskarna tror att endast asymmetriska mörka materialpartiklar (som är antingen materia eller antimateriel men inte båda) kan byggas upp i en pulsars kärna över tiden.
Det finns en större koncentration av mörk materia vid den galaktiska kärnan, vilket kan förklara varför pulsar saknas bara i mitten av vårt Vintergata.
Vårt universum kan ha krossat från en 4-D svart hål
Ett stort problem med big bang-teorin är att vårt vetenskapligt förutsägbara universum kommer från en singularitet, en oändligt tät punkt som inte spelar med samma fysikregler. Fysiker förstår inte singulariteter. De kan inte förklara vad som utspelade big bang. Vissa fysiker tror att det är osannolikt att en sådan kaotisk början skulle skapa ett universum med en i stort sett jämn temperatur.
Så tre forskare från Perimeter Institute har föreslagit en ny teori som de insisterar är matematiskt sund och testbar. De hävdar att vårt universum är det kraftigt utstötta yttre materialet från en 4-D-stjärnas supernovadöd, vars inre lager kollapsade i ett svart hål.
I vårt universum har ett 3-D-svart hål en 2-D-händelsehorisont, gränsen runt det svarta hålets mun som representerar ingen återvändande för allt som faller in och blir fastnat av gravitationen.
I ett univers med fyra rumsliga dimensioner skulle ett 4-D svart hål ha en 3-D-händelsehorisont. Vårt universum, det utstötta materialet från supernova, skulle bilda ett 3-D-membran runt 3-D-händelsehorisonten. Det membrans tillväxt är vad vi uppfattar som kosmisk expansion. Vårt 3-D universum skulle ha förvärvat enhetligheten hos 4-D föräldrauniverset om det 4-D universum hade funnits länge.
Forskarna förädlar fortfarande sin modell. Om vi anser deras teori absurd, argumenterar de att det bara är för att vi inte förstår ett 4-D-universum. Vårt tänkande är begränsat av en 3-D-värld som kan representera bara verklighetstoppen.