你可能不知道的黑洞真實吃相:90% 物質都吐掉還給宇宙

作者 | 發布日期 2019 年 06 月 20 日 19:37 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly

當我們談及黑洞,會直覺它是宇宙中吞沒一切物質的不可見區域,然而事實上,黑洞並非吸塵器,嚴格來說是一個東西吃一吃又全部吐出來的不雅食客,吃相就像芝麻街的餅乾怪獸(Cookie Monster)。

沒有看過芝麻街的餅乾怪獸怎麼吃餅乾嗎?底下附上影片。文字說明:餅乾怪獸只是負責把餅乾咬碎,然後把餅乾屑撒得到處都是。

如果你見過有人吃完飯後,桌上掉了不少菜渣,淡定些,他們的吃相遠遠沒有黑洞那麼難看。後者吃法是:霸道地將拿得到的菜全部搶到面前,接著將所有菜攪成一團爛泥,看心情吃個幾口,之後把所有菜倒掉,是貨真價實的宇宙小惡霸。

以上換成天文學正式說法為:黑洞乃是宇宙中某個擠了超巨大質量的超級小區域,如果我們的太陽變成黑洞,它的事件視界半徑將只有 3 公里寬──比殺死恐龍的小行星還小。就連銀河系中心的超大質量黑洞人馬座 A*,事件視界直徑也只有太陽直徑的 18 倍,甚至還沒有超過水星繞太陽的公轉軌道直徑。

接下來,任何星體若太過靠近黑洞就會被引力場捕捉、撕裂,攪散成圍繞黑洞旋轉的吸積盤,同時有兩道方向相反的物質噴流,從黑洞中心向外噴射,如下圖 NASA 影片介紹。

如此會造就出超強大引力場,連光線都無法逃脫,當一顆恆星太靠近黑洞,就會被黑洞的巨大引力拉過去並撕裂,而黑洞吸引的物質於加速過程加熱發射出 X 射線輻射,過去天文學家就是透過檢測這些高能輻射來尋找黑洞的位置。

然而《富比士》新聞報導,據估計,那些被黑洞撕裂並進入吸積盤環繞黑洞的物質,實際上有 90% 最後又隨著黑洞噴流被強行吐出去,重新成為星際介質和下一代新生恆星的養分,真正只有 10% 物質走向不歸路,進入事件視界。

造成黑洞吃相不好看的原因,就是因為黑洞的事件視界直徑太小,與四周龐大的物質質量完全不配,黑洞根本心有餘但力不足,沒那個碗卻想吃遍山珍海味。所以說,「黑洞能吞噬一切靠近它的物質且不留一絲痕跡」,是最大的錯誤觀念。

黑洞就是引力強到爆而已。當然,那些靠近黑洞但沒有被吞噬的帶電粒子(吸積盤),會被加速產生磁場,然後沿著黑洞自轉軸方向對外發射,也因此控制著高速噴流的形狀與方向。

(首圖來源:NASA Goddard Youtube 影片截圖)

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