银河系黑洞（银河系黑洞照片）

今天给各位分享银河系黑洞的知识，其中也会对银河系黑洞照片进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

银河系中心黑洞有多大？

在银河系中心的超大质量黑洞被称作人马座A*，质量大约是太阳的430万倍。这个黑洞的半径大约为2200万千米，即0.147天文单位，相当于太阳和地球平均距离的七分之一。

天文学家发现人马座A*是一个无线电源，这是由一些气体和尘埃在落向这个黑洞的过程中被加热所产生的。而在这个黑洞周围，还存在一些绕行速度极高的恒星，轨道速度高达5000千米/秒，相当于光速的六十分之一，这是表明人马座A*是一个超大质量黑洞的最有力证据。

据估计，由于霍金辐射，人马座A*会辐射出微不足道的温度，大约为10^-14开氏度。此外，整个银河系中的恒星并不是因为人马座A*的引力而围绕银心旋转，因为这个黑洞的质量与整个星系的质量相比微不足道。银河系的质量中心位于银心，这才是恒星绕银心运动的原因，人马座A*只是恰好位于银心罢了。

在宇宙中，有些超大质量黑洞的质量远大于人马座A*，可以达到太阳质量100亿倍以上。例如，在超巨椭圆星系Holmberg 15A的中心存在一个质量为太阳100亿倍的超大质量黑洞。而目前已知质量最大的黑洞是TON 618，其质量达到了太阳的660亿倍。

人马座A*是一个相对宁静的超大质量黑洞，而宇宙中还存在一些十分活跃的黑洞，它们被称作类星体。在这些黑洞周围，围绕着高速旋转的气体和尘埃，物质的剧烈摩擦释放出了极强的电磁辐射，足以覆盖它所在的整个星系，使其即便在宇宙深处也能从地球上被观测到。例如，TON 618就是一个类星体，这是一个极其明亮的类星体，亮如140万亿个太阳。

银河系有多少黑洞超出你想象？

黑洞是存在宇宙中的一种天体，引力非常的大，黑洞我们目前无法观测得到，但是却可以观测到它对其他事物的影响，那么银河系有多少黑洞呢？下面就由星座知识为大家揭晓下吧！一起来看看吧！

银河系中有多少个黑洞？这个直截了当的问题被证明是极其困难的，因为黑洞很难直接探测。然而科学家们不仅已经开发出了寻找的间接方法，我们还了解了宇宙是如何形成的，从恒星和恒星残骸，如果我们能理解在银河系历史上不同时期存在的不同恒星，我们就能准确地推断出今天银河系中有多少黑洞和质量。

来自加州大学欧文分校的三位研究人员进行了一项全面的研究，首次估计了在银河系中发现的黑洞的数量。不仅我们的星系充满了数以亿计的恒星，而且我们还拥有多达1亿个黑洞。

黑洞本身我们是看不见的，但在无线电和x射线的辐射下，它们可以让我们进入它们的位置和物理性质。现在我们得到的最好的证据来自x射线和无线电发射源，与其他更活跃的星系的观测结果一致，我们现在相信包括我们自己在内的每一个巨大的星系都包含一个超大质量黑洞。

尽管这些是最大规模的黑洞，但它们并不是最常见的。事实上，宇宙有三种形成它们的方式，它们都起源于大质量恒星：1、当一颗恒星超过某一临界质量时，也许是20到40倍的太阳质量，它的核心耗尽了核燃料在Ⅱ型超新星爆炸中结束生命，它的核心坍缩成一个黑洞。2、在不同的情况下一个巨大的恒星(也超过20个太阳质量)可以直接坍缩成一个黑洞，没有任何超新星信号(或吹掉它的外层)。3、当两个中子星合并或碰撞时其质量的3%-5%就会被抛入星际介质中，其余的则形成一个黑洞。

因此如果我们能弄清楚星系是如何形成的，成长起来的，并在它们的历史上创造了恒星，我们就可以运行模拟，星系中应该存在多少黑洞。这正是奥利弗·埃尔伯特、詹姆斯·布洛克和ManojKaplinghat最近试图做的工作。他们发现有三个问题需要知道答案，才能得出黑洞的估计数量：1、星系的总质量是多少?2、银河系的总质量是多少?3、星系的金属丰度如何？（即星系质量的百分之多少是比氢和氦重的元素？）

如果你能观察和或重建这三种属性，你不仅能分辨出里面有多少个黑洞，而且还能分辨出这些黑洞的典型质量。

一个包含超大质量黑洞的小星系的x光和光学图像，其质量仅为太阳质量的几万倍。在这样一个小星系中，黑洞的数量可能比我们银河系中要少得多，但它们应该比我们星系中更有质量。

他们的发现有点违反直觉，大多数较小的黑洞(大约10倍太阳质量)是在银河系大小的星系中发现的，但较大的黑洞(约50倍太阳质量)更有可能出现在矮星系中，只有我们自己的1%。根据首席作者奥利弗·埃尔伯特所说：根据对不同类型星系中恒星形成的了解，可以推断出每个星系中形成了多少个黑洞。大星系是老恒星的家园，它们也有较老的黑洞。

这一切的原因都与在里面的重元素的分数有关。

19世纪的超新星爆发了一次巨大的喷发，将许多太阳的物质从埃塔·卡林厄斯(EtaCarinae)的星际介质中喷射出来。像我们这样质量恒星以一种在更小、更低金属的星系中不存在的方式，喷射出大量的质量。

当形成一个巨大的恒星时它并不一定永远是巨大的。恒星演化的物理学意味着许多恒星通过喷射事件在时间上失去质量。在它里面的元素越重，恒星失去质量的可能性就越大，因此就更有可能形成质量较低的黑洞。在银河系中有很多重元素，特别是越来越多一代的恒星。但在低质量的矮星系中，重元素要少得多，这意味着形成的黑洞可能会偏向于更重的质量。

恒星爆炸星系Henize2-10，距离3000万光年远。更大的、质量更高的星系，比较小的星系有更多的黑洞，但较小的星系，有更大质量的黑洞。

但值得注意的是这是平均的，实际上许多不同质量的黑洞应该出现在所有类型的星系中。我们最终要回答的一个大问题是这些黑洞的质量分布可能在每个星系中。

对宇宙中恒星的总体数量以及它们出生时的质量分布有了很好的了解，所以我们可以看出有多少黑洞应该由100个太阳质量或10个太阳质量组成。我们能够计算出有多少个大黑洞应该存在，最终以百万计，比预想的要多。

这些巨大黑洞的大量存在，对于解释LIGO最近发现的黑洞合并有着巨大的意义。

在LIGO之前并没有预料到30个太阳质量的黑洞会吸入和合并到一起，但LIGO已经告诉我们这些合并很可能是无所不在的。在最近的研究中有这么多的黑洞，将告诉我们LIGO迄今为止所看到的可能并不是特别的或不寻常的。在如此多的黑洞中只有一小部分需要在融合的轨道上解释LIGO信号，研究表明只有0.1到1%的黑洞的合并被LIGO看到。

虽然我们已经看到黑洞在宇宙中直接合并了三次，多亏了这项新研究，我们可以准确地预测出不同质量分布的黑洞。

天文学家的下一步将是尝试将引力波信号与光信号相互联系起来，以确定这些不同的合并和信号发生在哪个星系。在接下来的十年里如果这个事件的速度与这项新研究一致，我们应该预计会看到黑洞合并，其中一个成员的质量可能是50倍太阳质量。此外我们应该开始能够辨别这些高质量的黑洞是否更倾向于聚集在较小的星系中，就像预测的那样或者更大的星系是否占主导地位。

巨大的恒星残骸比以往任何时候都更加明亮。仅在我们的星系中就有1亿个黑洞，在宇宙中拥有数千亿个银河系大小的星系，黑洞的数量更是不计其数。不过，人类的技术和科学也在进步，相信有朝一日，能够回答这些问题。

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银河系黑洞到底有多大？

我们的宇宙包含一些巨大的黑洞。我们银河系中心的超大质量黑洞的质量为400万个太阳，但随着银河系黑洞的消失，它的大小却很小。许多银河系黑洞都有十亿个太阳质量，据估计，已知最重的黑洞有近700亿个太阳质量。但是，黑洞到底有多大?

根据对最大黑洞的观察以及对黑洞形成方式的计算机模拟，可以认为银河系黑洞的质量上限约为1000亿太阳质量。但是新的研究表明质量极限可能更高。

研究指出，尽管银河系黑洞确实有千亿太阳质量极限，但在宇宙的早期，可能会独立形成更大的黑洞。这些原始的黑洞的质量可能比最大的银河系黑洞大一百万倍。研究小组称它们为“大黑洞”或“ SLAB”。

原始黑洞的想法已经存在了很长时间。人们提出将它们作为解决所有问题的解决方案，从暗物质到为什么我们还未在太阳系中发现假设的第九颗行星。但是理论模型表明，原始黑洞甚至比恒星质量的黑洞要小得多，后者是由早期宇宙中微小的密度波动形成的。但是这项新的研究表明，暗物质和其他因素可能会使其中一些变得惊人地大。

如果早期宇宙中富含暗物质，特别是一种称为弱相互作用块状粒子（WIMP）的暗物质，那么原始的黑洞可能会消耗暗物质以使其迅速生长。由于暗物质不会与光强烈相互作用，因此捕获的暗物质不会发出太多的光或热量来抑制生长速率。结果，即使在宇宙冷却和星系形成之前，这些黑洞也可能是巨大的。SLAB的质量上限取决于WIMP暗物质如何与自身相互作用，因此，如果我们发现任何SLAB，则可以帮助我们了解暗物质。

我们尚未发现任何惊人的大黑洞。它们可能藏在遥远的星系的心脏中，但也可能潜伏在银河系星团之间的广阔空间中。否则它们可能不存在。但是寻找它们是值得的，因为找到一个将是一个真正的惊人发现。

银河系中心的超级黑洞究竟有多大？

银河系中心的黑洞十分巨大，它的直径有2400万公里这么大。

银河系中心与地球相距2.6万光年的“人马座A”其实是一个质量超大的黑洞（约为太阳的400万倍）。科学家们还发现在“人马座A”的周围还存在着一个中型黑洞。也就是说，在银河系的中心地带其实总共分布着两个黑洞。那么这个黑洞究竟有多大呢？

距银河系核心3.3光年内的若干X射线源拥有比例非常高的最高能量波长的辐射。关于星系演化的现有模型显示，仅能在靠近人马座A*的区域发现一个此类辐射源，而此次探测到了12个。可以说是非常巨大了。

关于银河系黑洞多种说法，下面还有两种说法：

银河系黑洞是一个距离地球大约27000光年，一个400万太阳质量的黑洞。

黑洞主要有两种类型，那些规模较大的黑洞主要形成于大型的星系中间，这次发现的是另外一种，即恒星黑洞，它们大多是在大型星球爆炸时产生的。星球爆炸时大多数物质会被炸飞，但如果留下的物质足够大，大约是太阳的2到15倍，那么它们就会形成黑洞。

银河系中心的黑洞十分巨大，直径长达2400万公里，那么，它对地球是否能够构成威胁。

答案是否定的，我们绝对不会被大黑洞吸进去，因为黑洞离我们太远了。实际上，地球与银河系中心的超级黑洞相距25000光年，相当于数万亿公里的距离。地球现在仍处于安全的境地。

银河系中心的黑洞有多大？为何难以被观测？该如何取得突破？

为了分辨黑洞，我们只能建造地球大小的望远镜吗？或另有办法？

天体物理学中最令人兴奋的发现之一是：黑洞并非仅由那些质量为太阳的几倍到100多倍的大质量恒星内核坍缩而成，此外，黑洞中的庞然巨兽——超级黑洞——同样存在。

这些黑洞存在于星系中心，它们的质量达到了太阳质量的几百万甚至几十亿倍，而其中之一就在我们的银河系中。目前为止，我们只能间接观测到它，然而这对我们的问题回答者富兰克林·约翰斯顿来说，是远远不够的。他回答道：

我知道我们的星系中有一个大质量黑洞，但究竟需要靠多近才能看见它？我猜你不需要靠近黑洞的事件视界，但考虑到它周围的恒星，以及被吸进去的灰尘和碎片，即便你正好处在星系表面的上方或下方，你似乎也不可能从任何的可观距离上看到它。

图解：电影《星际穿越》中的黑洞显示出事件视界 图源：bing

先来告诉你我们是如何得知自己所处的星系中心有一个黑洞的。

在可见光下，在我们的星系平面中发现的大量灰尘遮挡了我们的视线，使我们无法看到星系中心。但在红外线、X射线和无线电之类的其他波长下，我们可以透过灰尘探测到许多不同寻常的事物，包括以惊人的速度移动的炽热气体、黑洞乱吞物质时偶然出现的耀斑，以及更具说服力的：单个恒星沿轨道运行到某一点后便都不再发光。

这个“点”是一个重达四百万个太阳质量的超大质量黑洞。黑洞质量越大这个点就越大，最起码黑洞表面所占的物理空间就越大，或者说，它周围不再有光能逃逸出来的范围就越大。如果我们的地球以某种方式转变成一个黑洞，它将极其微小：它的事件视界直径只有0.7英寸（1.7厘米）。如果我们的太阳做相同的转变，它却会大得多：大约4英里（6千米）宽。

银河系中心的超大质量黑洞直径为1470万英里（2360万公里），约为水星绕日轨道大小的40%。需要注意的是：其他星系中的黑洞比它大很多。它们只是离得远得多，不是几千光年，而是几百万光年。

作为单体，黑洞是非常巨大的，它使空间扭曲的广义相对论效应也被放大，产生更加深远的影响。然而，尽管空间里的庞然大物更容易被看到，它却仍因太过遥远而极其难以分辨。黑洞自身的物理尺寸只有19微角秒，也就是一角秒的百万分之19（1度= 60角分= 3,600角秒=3,600,000毫角秒=3,600,000,000微角秒），却远在约26000光年以外的地方。

相比之下，哈勃空间望远镜的最佳分辨率约为26毫角秒，比观测黑洞所需的分辨率大了1000多倍，无法分辨出黑洞。

理论上讲，如果我们靠近许多——只有几百光年远——我们就可以直接得到它的像。但这在实践领域是不可行的。不过，我们可以用一种技巧来克服这种局限。你知道的，光只有确定的几种波长，而无线电和X射线的特别之处就在于：在它们的波长下，即便是黑洞也能立刻变得非常“明亮”，或者，从黑洞旁经过的物体也能以逆光的方式照亮黑洞的事件视界。

说到分辨率，通常来讲，我们看物体的清晰程度是由望远镜的镜片尺寸决定的：你的望远镜镜片适用于多少种波长的光。这就解释了为何钱德拉X射线望远镜相对较小分辨率却极高：X射线的波长很小，当中的大部分都能通过望远镜镜片。这也是射电望远镜——比如在阿雷西博的那个——如此庞大的原因：无线电波的直径可达几米长，因此要用巨大的望远镜来获得极佳的分辨率。

图解：NASA晒钱德拉望远镜庆生照20年过去仍有世上最强视力 图源：bing

图解：世界最大射电望远镜 图源：bing

但也可以用一种变更方案来获得更好的分辨率，这意味着我们无需建造一台地球大小甚至更大的望远镜来直接得到黑洞的像：我们可以使用由长基线分离的望远镜阵列。它们只有单个望远镜的聚光能力，意味着会使物体看上去非常模糊，但它们获得的分辨率却相当于一个尺寸与阵列中最远的两台望远镜间距近似的望远镜所能获得的。

这正是事件视界望远镜背后的想法：我们计划依靠甚长基线干涉技术观测短波无线电（波长约1mm）来完成此类精确测量。有两种方案：七站式阵列和十三站式阵列，二者均能通过直接成像来回答“黑洞的事件视界是否真实存在”这一问题。

图解：2017年4月份参加EHT观测的8个VLBI台站，其中由于位置限制，位于南极的SPT望远镜无法观测到M87* 图源：EHT

图解：VLBI基站(筑波, 茨城, 日本) 图源：wikimedia

星系中心的黑洞人马座A*是个理想的观测对象，因为根据预测，它的事件视界是地球上可见的最大者。十分有趣的是：第二大的应当是在M87（atop）中心的黑洞，M87是室女座星系团中最大的星系，比事件视界望远镜的目标分辨率大了五倍，意味着我们可以观测到黑洞喷流空前的细节，窥见这些超音速喷射特性的形式和行为。

图解：人类拍摄到的首张黑洞照片，M87星系中心超大质量黑洞（M87*）的图像，图中心的暗弱区域即为“黑洞阴影” 图源：bing

但是，如果你的问题都是关于如何用你的肉眼看到它，那我要告诉你坏消息了。

人类肉眼的分辨率只有微小、可怜的60角秒，意思是假如你想用肉眼分辨一个直径为19微角秒的东西，你需要再靠近约三百万倍，或者在距离约546个天文单位的地方。太阳是离我们最近的恒星，第二近的是半人马座比邻星，在约4.24光年之外，或者说，268000个天文单位！是的，这个东西离我们必须比次临近的恒星再近500倍，你才能用你可怜的肉眼观测到它。

我的建议就是不要离开望远镜，它不仅比那漫长的星际旅途要快捷、经济得多（也不那么危险），还更有价值。因为用望远镜阵列观测到的，远比用眼睛看到的多！

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

translate: Leo

author: Ethan Siegel

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