寻找黑洞

恒星在死亡时将发生什么变化？这是天文学上一个非常自然的问题．自从３０年代以来，已经提出了各种理论来回答这一问题。这些理论预言有超新星、白矮星、中子星和黑洞的存在，前两个已是现在比较熟悉的天体了．１９６８年发现了脉冲星，它被证认为比寻常恒星致密得多、引力场强得多的自转中子星．可是大质量恒星在中子星状态也不可能是稳定的，它的末期演化到什么状态？有没有比中子星更致密、引力场更强的天体存在？这些问题都涉及到这些预言中最奇特、最不易理解的黑洞概念． 什么是黑洞呢？简单地说，黑洞就是一个其逃逸速度超过光速的…     

“消化不良”的黑洞

 天龙座一个巨大黑洞捕获的恒星超出了自己的吞噬能力。2011 年3 月25 日美国宇航局的雨燕卫星发现了一束X 闪光。一个39亿光年外的黑洞撕碎了一颗路过的恒星,在被黑洞完全吞噬之前,摩擦和引力作用炙烤恒星残骸,发出灼热光线。
最近天文学家发表报告,X 射线数据和射电观测都表明,闪光源自黑洞边界射出的狭窄物质喷流。其他黑洞也有类似的喷流,但这是天文学家首次目睹产生的全过程。天龙座的这个黑洞位于该遥远星系的中心,与银河系中心的400 万个太阳质量黑洞大小相同。尽管我们银河系的这些黑洞目前都保持安静, 但该发现说明一颗运行无规则的恒星还是可能遭遇黑洞产生这种耀目的奇观。     

黑洞、暗物质、反物质及宇宙的未来

一、黑洞 现在已有越来越多的证据证实黑洞的存在,那么黑洞是怎么产生的呢？一是宇宙形成时就产生了一些黑洞,再就是恒星的坍缩产物中有一种是黑洞．大恒星的坍缩产物就是黑洞．现在间接观测和推断的结论是：不仅各大星系中都有黑洞,而且在某些星系中心也都有一个大黑洞． 二、暗物质 所谓暗物质就是不能用光学方法直接探测到的物质．理论上认为,暗物质本身既不发光,又不与光发生作用（比如,它不反射光）,只存在万有引力．按现有的天体物理理论计算暗物质占整个宇宙质量的９０％．而我们能观测到的各星系质量仅占整个宇宙质量的１０…     

引力波可以揭示黑洞的起源

正最近发现了黑洞以及中子星并合产生的引力波,这一发现可以揭示黑洞的起源,迎来了天文学的新纪元。现在,我们可以利用这些长期以来所预言的时空中的涟漪,来探测其他方法观察不到的现象。例如揭示黑洞的起源。标准理论认为黑洞是由超新星产生的,这意味着黑洞不可能产生于第一批恒星之前。布朗大学的Savvas Koushiappas和哈佛大学的Abraham Loeb通过计算可以形成重子黑洞的早期阶段黑     

能看清黑洞细节的太空射电望远镜

 能看清黑洞细节的太空射电望远镜俄罗斯科学家试图揭开遥远太空天体---黑洞最神秘的面纱,他们建造了一架能观看到宇宙最深处的射电望远镜。众所周知,黑洞是宇宙中最残忍和最无情的“杀人者”,无论是行星还是恒星在黑洞面前都没有生路。黑洞惊人的吸引力即使是太阳光也无法抗拒,黑洞就像飓风,它会将整个世界吸入风洞中。关于这毁灭性的威胁暂时很少有人知道,因为谁也没有见到过黑洞,但是俄罗斯科学家找到一种能看到黑洞的方法,准备发射一架太空射电望远镜。它将比现有的望远镜敏锐几千倍。俄罗斯科学院院士尼古拉·卡尔达绍夫指出,“这架太空射电望远镜甚至可以看清黑洞的细节,它将能使我们发现宇宙新的物理规律。     

《引力塌缩型超新星爆发机制及计算天体物理的相关问题》国际研讨会在上海召开

超新星是某些恒星演化到末期时灾变性的爆发,是宇宙中已知的最猛烈的爆发现象之一。爆发结果或是将恒星物质完全抛散,成为超新星遗迹,或是抛射掉大部分质量,核心遗留下的物质坍缩为中子星或黑洞。在爆炸瞬间以及在爆炸后观测到的现象涉及到多种物理机制,例如中微子和引力波发射、燃烧传播及爆炸核合成、放射性衰变等。     

黑洞及其在天体物理中的作用（上）

本文回顾了黑洞概念建立的历史，指出这一概念是广义相对论和量子力学联合应用于恒星晚期演化研究的结果，然后介绍了黑洞的主要物理性质及其最重要的两种类型，即Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ黑洞和Ｋｅｒｒ黑洞。     

宇宙中最古老的爆炸

γ射线爆是一种发射强γ射线的激烈爆炸，可持续几毫秒到约一百秒的时间、继初始的爆炸后，会有波长较长的辐射的“余辉”，持续几周甚至几年、许多天文学家认为，当一个大质量的恒星在其“寿命”尽头经历超新星爆炸并崩塌成黑洞时发生γ射线爆。     

恒星S2在银河系超大质量黑洞周围运动效应图

<正>此图展示了非常靠近银河系中心超大质量黑洞的恒星S2的轨迹。当它靠近黑洞时,很强的引力场会使恒星的颜色略微移向红色,这是爱因斯坦广义相对论的效应所致。此图中,为清晰起见,夸大了恒星的颜色和大小。     

超新星孕育了黑洞

 黑洞一直被看成是神秘而奇异的天体．虽然有越来越多的观测证据证明它们的存在,但有关这些天体形成的原因,仍存有许多问题．一种可能的方案是,一个大质量恒星（比太阳质量大２５倍）燃尽了核燃料并在它的很大的引力质量下塌缩,形成了黑洞．另一种可能的方案是一个更为复杂的模型,假设一个大质量恒星首先爆炸,留下了一个直径小于２０千米、密度极高的中子星．这一超新星爆发所摔出的一些物质又落回到新生的中子星上,最后发生塌缩而形成黑洞．     

来稿摘登

据观测,我们宇宙现在的空间尺度约为10~(26)米(几百亿光年),在这个宽广的空间中有着数以千百万亿计的天体。天体大致可以分成两大类,一类是呈致密状存在的星体,一类是呈弥漫状存在的尘埃、气云以及各种辐射。天体中有轮廓分明的恒星和行星;有分辨不出其大小,好象是“恒星”,光谱中具有红移很大的发射线的类星体;有的发射可见光,有的则是发射无线电波的射电源;有吸积经过其附近的一切物质而没有任何消息透露出来的黑洞,也有不间断地向外发射物质的白洞……,当然,宇宙中还充满着大量的中微子以及背景辐射,我们的宇宙正在不断地膨胀,我们周围     

超亮X射线源与中等质量黑洞

超亮X射线源是在邻近星系中发现的一类特殊的辐射X射线的天体.它们类似银河系中的黑洞双星,但却具有更高的亮度,因此可能包含更高质量的黑洞.即所谓的中等质量黑洞.中等质量黑洞并不像恒星级质量黑洞一样,可以是大质量恒星演化未期核塌缩的产物,因此在天体物理中具有重要意义.文章描述了超亮X射线源的一些基本性质,综述了近年来对这些源多波段观测的重要结果,以及这些结果对这些天体本质的暗示.     

黑洞果真无毛吗

 黑洞是现代天文学中最诱人的发现之一,其含义极具魔力。它是宇宙中看不到的恒星,它起初被认为是封闭的世界,人们几乎无法探测它是无底深渊,几乎能吞噬一切所有近旁的物质,包括光子在内,当然我们就看不见这一天体了,剩下的乃是一个绝对“黑”的恒星了,因此称为黑洞。黑洞如此奇特,目前已成为许多神话作品和科幻小说的主题。广义相对论中通常将只有质量的黑洞称之为施瓦西黑洞将既具有质量又兼有电荷的黑洞称之为里斯纳-诺兹特隆黑洞将有质量且同时还在施转(即具有角动量)的黑洞称之为克尔黑洞将质量、电荷和角动量三个特征全有的黑洞称之为克尔-纽曼黑洞。     

浅谈恒星的演化

在天空里有许多不同种类的恒星,在晴朗的夜晚,你能看到的恒星大多数同太阳十分相似．它们是相当年青的恒星,由于发生在它们中心的所谓热核反应而发光．但还有其他种类的恒星,例如,你在夜空中所看到的几乎呈红色的恒星都是红巨星,还有恒星的遗骸：白矮星、中子星和黑洞,这些小而致密的天体是从其热核燃料资源枯竭的年老恒星产生的． 任何事物的发生、发展总有一定的条件,恒星也是这样,决定恒星演化的因素主要有两个方面,力的问题;能量的问题． 一、恒星的诞生 当气体状的云在其本身的引力作用下开始收缩的时候,恒星的形成过程就…     

重元素揭示恒星的形成时间

天文学家认为 ,实际上所有比硼重的元素都是由恒星内部发生的核反应所产生的 .当恒星在其寿命的末期发射爆炸时 ,这些元素被发射到太空中 .但是在这个过程能够发生之前 ,大爆炸中产生的较轻的元素 (如氢和氦 )必须先聚结成恒星 ,而根据现有的理论 ,这一演化要经历 7亿年的时间 .这意味着 ,在古老的恒星和星系中 ,重元素的存在可告诉我们恒星是在什么时候开始形成的 .空间望远镜欧洲协作装置及欧洲南部天文台的WolframFreudling及其同事们使用哈勃望远镜对 3个类星体所发出的光波进行了观察 (见FleudlingWetal.Astrophys.J.Lett.,2 0 0 3,…     

黑洞--一个内涵丰富的物理学命题

黑洞既不象恒星，更不像行星，严格来讲它是宇宙空间的一个区域；这个区域的表面是一个封闭的球面，人们称之为“视界”。科学家们从理论上让黑洞与外界进行作用来探索它的内禀性质，从而获得了关于黑洞的一些见解。本文通过对黑洞概念的形成及其探测、黑洞的蒸发、熵和“无毛”定理等方面，来对黑洞作简要描述；并介绍了黑洞的对立物白洞的性质。     

在黑洞附近检验万有引力

<正>射手座A*是位于银河系中心的一颗巨型黑洞,其强大的引力为人们提供了一个理想的场所来检验引力理论(包括广义相对论GR)。之前人们往往用较低质量的天体(如太阳或白矮星)作这类检验,而现在GRAVITY合作组则用围绕射手座A*黑洞做轨道运动的恒星来检验。尽管科学家再三证实了GR的     

直接探测到太阳系以外的行星

最近美国NASA利用Spitzer空间望远镜第一次直接探测到了太阳系以外的行星．过去对环绕在其他恒星运转的行星的位置是利用该恒星所发射的光的微小变化推断出来的，而现在是利用Spitzer空问望远镜直接记录下行星自身的远红外光波．     

艾丁顿（Eddington，Sir Arthur Stanley，1882-1944）英国物理学家（Physicist，England）

艾丁顿儿时是一神童，在剑桥大学以数学好而出名，1904年是全班第一名。从1913年起，是剑桥大学的天文学教授；1914年为剑桥天文台台长。他对天文学的贡献是对恒星内部的理论研究。太阳的密度比地球的低很多，人们有理由认为太阳里里外外都是气体。于是就产生问题：在恒星的巨大引力作用下，什么东西使这气体不收缩成坚实的一小团。     

封面故事

正封面故事这是由中国科学院国家天文台刘继峰和张昊彤科研团队利用郭守敬望远镜(LAMOST)发现的一颗迄今为止最大质量的恒星级黑洞LB-1。相应研究见:Liu et al. Nature,2019,575:618-621。迄今为止,天文学家发现的二十多颗恒星级黑洞都是通过黑洞吸积伴星气体所发出的X射线来识别,质量均为3到20倍太阳质量。LB-1从未在任何X射线观