首页 > 文化 > 科技 > 正文

外星人、UFO、黑洞和其他

2010-12-27 14:39 作者:曹玲 2010年第48期
“这个黑洞距地球5000万光年,也就是说它在5000万年前就形成了,只是由于光线传播需要时间,被我们观测到的时间只有31年。”

11月16日,美国航空航天局宣布“钱德拉”X射线天文台距离地球5000万光年以外的太空发现一个年仅31岁的黑洞。图中标识处为超新星SN1979C

“这个黑洞距地球5000万光年,也就是说它在5000万年前就形成了,只是由于光线传播需要时间,被我们观测到的时间只有31年。”

一则“大新闻”

最近,美国航空航天局、钱德拉望远镜、外星人、UFO、黑洞都成了一些搜索的热门词。

事件起因源自美国航空航天局局(NASA)11月10日官方网站上公布:“NASA将在11月15日,美国东部时间下午12点30分(北京时间16日凌晨1点)举办一次记者招待会,公布钱德拉X射线天文台(Chandra X-ray Observatory)于我们宇宙附近发现的异常物体。”

这则消息通过媒体解读后演变成“NASA将在次日召开新闻发布会,宣布一则‘足以让全人类震惊的消息’”。这则消息被新浪微博用户疯狂转发,很快就变成“NASA发现了外星人”,“2012真的要到来了”。

尽管有严肃网友核对了新闻出处后表示:“NASA只是说地球附近空间发现了特殊物体,并没有说是外星人,而且预期会参加新闻发布会的三位科学家专业是天体物理学,其中一人主攻超新星和活动星系,所以基本不会和外星生命有关。”还有对钱德拉X射线天文台工作较为了解的人猜测:“很有可能发现的是一个新的黑洞。”但是理智的声音很快被亢奋者的回帖所淹没,众多网友表态“今晚不睡了,坐等消息真相”。与此同时,钱德拉X射线天文台的主页被不明真相的群众围观,巨大的流量造成服务器一度瘫痪。

在大洋彼岸,NASA于原定时间召开新闻发布会,宣布了他们的发现:钱德拉X射线天文台在距离地球5000万光年以外的M100星系发现一个年仅31岁的黑洞。

真相大白后,那些喜欢危言耸听者或者坚信外星人存在的网友失望地评论道:“真相又被镇压了,奥巴马很无能,看来还得下届总统公布外星人了。”还有网友调侃道:“不要吵了,其实那个黑洞是奥特曼的老家。”

对此,中国科学院高能物理研究所研究员、粒子天体物理重点实验室主任张双南笑言:“天体物理学领域有个习惯,如果发表一篇论文,就要提交到arxiv.org这个文献库中供同行浏览。我提前几天就看到了这篇论文,这是一个很有趣的发现,但是当时并没有在业内引起特殊反响。”arxiv是一个免费电子预印本文献库,由NASA和美国能源部资助,最初用于天体物理学家之间的交流,如今已经发展到了物理学的各个领域,且延伸到了数学、生物、计算机科学等个领域。这个文献库中的论文是没有经过审核的,论文在提交这个数据库的同时,也可以提交学术期刊正式发表。

“外国科学界挺重视新闻发布会这个事情的,但是这次发布会真的只是NASA每年大大小小新闻发布会中的一个。”张双南说。他曾于1992~1998年在NASA马歇尔太空飞行中心工作,1997年率提出了测量黑洞自转的方法并先观察到黑洞自转现象,当时在世界天体物理学界引起了轰动,NASA还特意为此召开了一个新闻发布会。

“美国航空航天局召开新闻发布会有多个渠道。一般说,每个单位有负责公共关系的人员,他们时刻关注本单位内的科研动态,一旦有重要的发现,就让研究人员提交资料,召开新闻发布会。还有一个渠道是科学家觉得自己的研究比较有意思,也可以报上去,通过审批后召开新闻发布会。此外,一些科学新闻撰稿人觉得网站上发布的消息有趣,做了一个科学报道被美国航空航天局官员看到后觉得不错,也可以联系科学家召开新闻发布会。所以,召开新闻发布会只是NASA向公众展示科学家研究成果的一个常规渠道,并非只有非常特殊、非常重要的事情才能召开。”

究竟发现了什么?

无论如何,此次发现让黑洞又成为人们关注的焦点。这次发现的史上最年轻黑洞,到底有什么特别?

1979年,来自马里兰州斯旺顿的业余天文学爱好者古斯·约翰逊观测星空时,看到一个星体猛地一亮,由他发现的这颗超新星被命名为SN1979C。“‘SN’是‘Supernova’(超新星)的简写,‘C’代表当年发现的第三颗超新星。”张双南说。

位于美国马萨诸塞州剑桥的哈佛-史密松森天体物理中心的研究人员分析了1995~2007年空间X射线远镜观测到的数据,发现SN1979C原来所处的位置有一个稳定的X射线源。“这意味着有物质不停地从超新星或者伴星中掉入一个物体中。”张双南说。所以天文学家据此认为,这一天体可能是个黑洞,它靠不断吞噬来自超新星或双星伴星的物质来满足自己的“胃口”。

那么,这个黑洞和超新星SN1979C又有什么关系?一颗发光发热的恒星,在燃烧了几十亿年后终于耗尽了它内部的核燃料,它内部的温度降低并且失去支撑自身重量的压力,于是组成恒星的物质会在引力的作用下开始坍缩。假如它的质量达到太阳的8倍以上,它就会塌缩成为密度非常高的中子星,在那里所有的原子核被挤在了一起,就连核外的电子也被挤进了核内,与质子一起形成了中子,一汤勺的中子星物质重量就达9000多万吨。而它要是一颗质量为太阳30倍以上的巨型恒星,则将会坍缩成无比致密的天体黑洞,也就是物体坍缩的极致阶段。后两种恒星在结束自己生命的过程中,会在坍缩时壮观地爆炸,刹那间释放大量能量,看上去就像是宇宙深处突然闪亮的光点,一时间比它所在星系里所有的恒星的亮度之和还要亮,这就是超新星爆发。

巨型恒星生命的终结,就意味着黑洞的诞生。“所以,当古斯·约翰逊发现超新星SN1979C的时候,正是黑洞形成的时候,所以说黑洞只有31岁。但是,这个黑洞距地球5000万光年,也就是说它在5000万年前就形成了,由于光线传播需要时间,所以被我们观测到的时间只有31年。”

5000万光年又是一个什么概念?“一个星系团有几百个星系,其中我们生活的银河系直径约10万光年,而宇宙的半径大约是140亿光年,所以在M100星系发现5000万光年远的黑洞还真算是离我们比较近的黑洞。”

黑洞冷酷无情,被称为宇宙怪兽。所谓黑洞,就是漆黑一片的意思,就连光也无法从中逃脱。既然漆黑一片,又如何才能“看见”它们?

“人们不能直接观测到黑洞,但可以通过测量它对周围天体的作用和影响来间接观测或推测其存在。”当伴星上的物质在旋转着掉进黑洞时,经过摩擦其温度将会上升到数百万度,同时运行速度不断增大,这些温度超高的物质会放射出可通过X射线。现在借助X射线和伽马射线望远镜,我们终于使宇宙显露了原形,许多高能宇宙现象一览无余。而这些,都要归功于那些观天巨眼,也就是美国和欧盟自上世纪90年代以来发射的一系列空间望远镜,诸如目前还在运行的钱德拉X射线天文台、国际伽马射线天体物理实验室、雨燕空间望远镜以及费米伽马射线空间望远镜等。这些太空望远镜渐渐为科学家们照亮了那片因为在地球上无法观测,而长期灰暗不明的电磁波谱研究领域。

其中赫赫有名的钱德拉X射线天文台是以已故印度裔美籍诺贝尔奖获得者苏布拉马念·钱德拉塞卡命名的大型太空望远镜,它的任务是观测宇宙中来自极热地区的X射线,比如星系中爆炸了的恒星和双星以及黑洞周边的物质。“X射线会被大气层吸收,要到太空中才能观测它们,所以钱德拉的轨道海拔13.9万千米。”它观测的是不可见的宇宙。“不可见有三层意思:一是X射线不属于可见光;二是通过X射线研究的天体不发光,比如黑洞;三是通过X射线可以研究暗物质甚至暗能量。”张双南说。

这个“婴儿期”的黑洞给科学家带来了无限可能。出席此次新闻发布会的美国加州大学伯克利分校天体物理学家亚历克斯·菲利彭科(Alex Filippenko)教授告诉本刊记者:“人类发现了很多黑洞,但是并不知道它们的年龄,科学家也没有真正观测到黑洞的幼年时期,尤其是在如此近的距离。‘最年轻’黑洞的发现给科学家提供了首次观测黑洞早期状态的机会,随着它不断长大以及它周围的物质被黑洞吞噬或者扔出去,我们将看到很多物理特性的变化,比如X射线的量度和可见光辐射的变化等等。”

对于对黑洞自转颇有研究的张双南而言,对这个黑洞的研究还有可能解决黑洞自转速度问题。“科学家至今还不知道这个黑洞的自转速度,有些黑洞转速很快,有些很慢,原有的理论认为黑洞生下来就转得很慢,但是原有的理论又无法解释为什么有些黑洞会转得很快。如果能通过观测这个婴儿期的黑洞的转速,或许可以解决黑洞自转速度这一难题。”

不过科学家并没有断定这必然是一个黑洞,此次发现的天体可能还有其他身份:超新星产生的脉冲星风星云。典型的脉冲星风星云是超新星爆发后,一种特殊的中子星发射的X-射线“照亮”了星体周围的爆炸残留物质的产物,比如金牛座的蟹状星云,产生于1054年观察到的一颗超新星,中国《宋史》中记载了这颗“客星”。经过10多年的观测,菲利彭科认为诸多迹象表明SN1979C残留下来发出稳定X射线辐射的天体应该是一个黑洞,但是“也许还需要经过10~20年,我们才可以最终断定这个天体到底是什么”。张双南说。

阅读更多更全周刊内容请微信扫描二维码下载三联中读App,注册就有红包哦!

版权声明:凡注明“三联生活周刊”、“爱乐”或“原创”来源之作品(文字、图片、音频、视频),未经三联生活周刊或爱乐杂志授权,任何媒体和个人不得转载 、链接、转贴或以其它方式使用;已经本刊、本网书面授权的,在使用时必须注明“来源:三联生活周刊”或“来源:爱乐”。违反上述声明的,本刊、本网将追究其相关法律责任。

    相关文章

已有0人参与

网友评论

用户名: 快速登录

《立冬》现已上线即刻前往 App Store 搜索“三联生活节气”体验更多精彩。

《霜降》 《寒露》 《秋分》

微博@三联生活周刊
微信:lifeweek
扫描下载三联中读App
三联中读服务号