在地球上,我們用肉眼看到的最亮天體無疑是太陽,它給地球帶來了光和熱。之所以太陽這么亮,是因?yàn)樗ㄟ^氫核聚變,每秒能夠產(chǎn)生的能量多達(dá)382億億億焦耳。
即便日地距離可達(dá)1.5億公里,但照射到地球上的太陽光仍然高達(dá)1624億億流明,這相當(dāng)于1億億只100瓦的白熾燈同時(shí)點(diǎn)亮的效果。如果要算照射到地球軌道所在球面的太陽強(qiáng)度,這個(gè)數(shù)值高達(dá)3.57萬億億億流明。
但要與宇宙中的其他恒星相比,太陽的亮度并不算什么。夜空中的滿天星辰看似都是不起眼的亮點(diǎn),但它們大部分其實(shí)都是非常明亮的恒星,而且亮度大都超過太陽。
以夏季銀河中的織女星為例,這顆恒星的光度是太陽的40倍,它本身是太陽的兩倍大,所以核聚變反應(yīng)更加劇烈,每秒釋放出的能量也會(huì)更多。位于獵戶座的亮星參宿七,它的光度可達(dá)太陽的12萬倍。
宇宙中還有一些亮度極高的恒星,比如位于銀河系中心附近的亮藍(lán)變星LBV 1806?20,它的光度是太陽的200萬倍。但由于這顆恒星距離我們達(dá)到2.8萬光年,再加上銀盤上分布著大量的星際塵埃,所以它無法用肉眼看到。目前已發(fā)現(xiàn)最亮的恒星是在大麥哲倫星系中的R136a1,它的光度相當(dāng)于太陽的616萬倍。
不過,宇宙中并非只有恒星能夠自身發(fā)光。事實(shí)上,宇宙中還有遠(yuǎn)比恒星更亮的天體。這種極其明亮的天體由黑洞制造出來,那么,作為宇宙的至暗天體,黑洞是如何產(chǎn)生光的呢?最亮的天體究竟能亮到什么程度呢?
理論上,黑洞確實(shí)是宇宙中最黑暗的天體。根據(jù)愛因斯坦的廣義相對(duì)論,黑洞表面(事件視界)之內(nèi)的空間被扭曲成閉合狀態(tài),使得表面逃逸速度達(dá)到光速,這意味著光進(jìn)入黑洞之后,就再也無法出來,所以黑洞完全是黑的,本身不會(huì)發(fā)出任何的光。
然而,天文學(xué)家卻拍攝到了5350萬光年外的黑洞照片,這又是為什么呢?
黑洞本身確實(shí)是黑的,但黑洞在吞噬周圍的氣體和塵埃時(shí),黑洞的強(qiáng)大引力會(huì)迫使物質(zhì)之間相互劇烈摩擦,從而釋放出強(qiáng)烈的光。于是,黑洞周圍會(huì)形成一個(gè)發(fā)光的吸積盤,從而襯托出中間的暗影,那就是黑洞的真身。
黑洞的吸積盤要顯得很亮,需要兩個(gè)條件,一是黑洞有足夠大的質(zhì)量和引力,二是黑洞周圍有足夠多的物質(zhì)。天文學(xué)家已經(jīng)知道,星系中心普遍存在著超大質(zhì)量黑洞,它們的質(zhì)量至少是太陽的幾十萬倍,而最大的可達(dá)太陽的幾百億倍。另外,早期星系中有著豐富的氣體和塵埃,這些物質(zhì)還沒有大量消耗掉,比如形成恒星。
天文學(xué)家往往在遙遠(yuǎn)的宇宙中發(fā)現(xiàn)非?;钴S的超大質(zhì)量黑洞,它們正在大肆吞噬物質(zhì),并產(chǎn)生極其明亮的吸積盤,這種天體被稱為類星體。類星體通常出現(xiàn)在早期星系中,它們發(fā)出的光用了漫長的時(shí)間才能到達(dá)地球,它們的距離大都非常遙遠(yuǎn)。
目前已知最亮的類星體是位于125億光年之外的J2157,它出現(xiàn)在宇宙誕生只有13億年的時(shí)候。分析表明,這個(gè)類星體比太陽更亮700萬億倍,它的強(qiáng)烈光芒甚至掩蓋了附近的星系。這個(gè)類星體中的超大質(zhì)量黑洞也是已知最大的黑洞之一,它的質(zhì)量高達(dá)太陽340億倍。
這個(gè)超大質(zhì)量黑洞正在瘋狂吞噬物質(zhì),每天吞掉的物質(zhì)重達(dá)1個(gè)太陽質(zhì)量。如果我們銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞(415萬倍太陽質(zhì)量)要變得這么大,需要吞掉我們星系中的1300多億顆恒星,這差不多是三分之二的恒星。
J2157十分活躍,亮度極高。如果我們位于距離這個(gè)類星體420光年的地方,它看起來亮如太陽。相比之下,最亮的R136a1從這樣的距離看來,也只是夜空中的一顆星星。
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