ในระบบดาวเคราะห์ใกล้กับใจกลางกาแลคซีเป็นไปได้ไหมที่จะเห็นหลุมดำมวลมหาศาล


20

ฉันเข้าใจว่าการแผ่รังสีบนดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ใจกลางกาแลคซีทำให้ชีวิตบนดาวเคราะห์เหล่านี้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยและมันก็ไม่สามารถ“ เห็น” หลุมดำได้อย่างแท้จริง อย่างไรก็ตามถ้าคุณสามารถยืนอยู่บนพื้นผิวของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้หรือภายในใจกลางกาแลคซีคุณสามารถมองขึ้นไปบนท้องฟ้าในทางทฤษฎีแล้วดูว่าไม่มีแสง / ดวงดาวแสดงตำแหน่งของหลุมดำมวลมหาศาล

มันจะไกลเกินกว่าจะมองเห็นถูกบดบังโดยเศษเล็กเศษน้อยหรือเล็กเกินไปที่จะสังเกตเห็น?

space 

1
ฉันไม่คิดว่ารังสีไม่รวมชีวิตแม้ในระยะไกล

ในภาพยนตร์เรื่องนี้ดวงดาวพวกเขาแสดงความคิดเห็นว่าวงแหวนเพิ่มรอบหลุมดำอาจร้อนพอที่จะให้แสงสว่างได้ ฉันไม่เข้าใจว่ามันทำงานอย่างไรตั้งแต่หลุมดำควรดูดแสงแม้กระทั่ง แต่อาจเป็นเพราะแผ่นดิสก์อยู่นอกขอบฟ้าเหตุการณ์ อย่างไรก็ตามนั่นอาจทำให้คุณมีความคิด โอ้ชาวดัตช์ L ให้คำตอบกับคุณด้านล่าง

คำตอบ:


30

หากหลุมดำเปิดใช้งานหมายความว่ามันยังคงดักจับสสารจากบริเวณโดยรอบมันจะมีดิสก์สะสมมวลรวมขนาดใหญ่อยู่รอบ ๆ ซึ่งเป็นวิธีเดียวที่จะกระจายโมเมนตัมเชิงมุมสำหรับสสารที่ตกอยู่ในนั้น

ผลที่ตามมาของการสลายตัวทั้งหมดนี้จะทำให้ร่างกายอบอุ่นและเปล่งรังสี แผ่นดิสก์นี้มีขนาดใหญ่พอสมควรและมองเห็นได้ชัดเจนว่าเป็นวัตถุที่สว่างบนท้องฟ้า

หน้านี้แสดงภาพที่ฮับเบิลใช้ในดิสก์ดังกล่าว: ดิสก์รอบหลุมดำ

เมื่อพูดอย่างเคร่งครัดเราจะไม่สามารถมองเห็นหลุมดำโดยตรงได้เนื่องจากมุมมองของมันจะถูกปกคลุมด้วยการเปล่งแสงของดิสก์

อย่างไรก็ตามการปรากฏตัวของดิสก์จะช่วยให้สามารถสังเกตหลุมดำด้วยผลของแรงโน้มถ่วง


9

คุณไม่เห็นว่ามันเป็นแผ่นดำบนท้องฟ้าเพราะมันเล็กเกินไป มันมีรัศมี 17 เท่าของดวงอาทิตย์ของเราซึ่งแน่นอนว่าคุณไม่สามารถมองเห็นแผ่นดิสก์ได้แม้กระทั่งจากด้านนอกของระบบสุริยะของเราเอง สิ่งที่คุณจะเห็นได้อย่างง่ายดายเป็นพื้นที่ที่มีขนาดใหญ่มากของรังสีแสงและอื่น ๆ จากเรื่องมันตกไปอยู่ใน


8

มีสิ่งหนึ่งที่เรียกว่าเลนส์ความโน้มถ่วงซึ่งหมายความว่าแสงที่มาจากด้านหลังหลุมดำจะโค้งเข้าหามันและเนื่องจากแกนกาแลคซีมีดวงดาวมากมายมันอาจเป็นได้ว่าแทนที่จะเป็นจุดดำบนท้องฟ้าคุณจะเห็น การสะสมของแสงทั้งในและรอบ ๆ ตำแหน่งของหลุมดำ

ฉันไม่แน่ใจว่า "เลนส์" ตามตัวอักษรดังนั้นฉันไม่รู้ว่ามีจุดโฟกัสตามแรงโน้มถ่วงและพลังงานของแสงหรือไม่และมันจะสำคัญว่าดาวเคราะห์มาจากจุดโฟกัสนี้หรือไม่

http://www.cfhtlens.org/public/what-gravitational-lensing (google จะให้ลิงก์เพิ่มเติมหากคุณค้นหา)


8
มันทำงานได้เหมือนเลนส์ทรงกลมจริงๆ และคุณสามารถเห็นมันในของโนแลนดวงดาว หลุมดำในภาพยนตร์ได้รับการออกแบบและแสดงผลตามความรู้ล่าสุดเกี่ยวกับฟิสิกส์ดาราศาสตร์ด้วยความช่วยเหลือจาก Kipp Thorne
Renan

1
@ Renan นั่นมันคืออะไร? ฉันสงสัยว่าทำไมมีรัศมีรอบ ๆ คำถามนั้นมีคำตอบมากกว่าคุณ :)
จริงอย่างละเอียด

5
@RealSubtle จริงๆแล้วพวกเขา "ค้นพบ" ว่ารัศมีนั้นต้องขอบคุณการแสดงผลขั้นสูงของพวกเขา ไม่มีใครคาดหวังจริง ๆ แต่เมื่อพวกเขาเสียบตัวเลขทั้งหมดลงในแบบจำลองและบอกให้มันทำออกมาที่นั่นและหลังจากตรวจสอบคณิตศาสตร์ซ้ำแล้วซ้ำอีกพวกเขาก็ตระหนักว่ามันจะต้องปรากฏในแบบนั้นในชีวิตจริง เราแค่ไม่มีมุมมองที่ชัดเจนพอที่จะสังเกตได้โดยตรง
thanby

4

เมฆสีรุ้ง

แหล่งที่มาของการแผ่รังสีจากหลุมดำคือสิ่งที่กำลังหมุนวนเข้าไปในหลุมดำทำให้ร้อนขึ้นเมื่อ "ตก" และปล่อยพลังงานศักย์โน้มถ่วง อีกครั้งนี่คือการแผ่รังสีของร่างกายสีดำ แต่คราวนี้เป็นแบบปกติ: ยิ่งตัวปล่อยความร้อนยิ่งสั้นลงความยาวคลื่นก็จะสั้นลง การแผ่รังสีนี้มาจากถัดจากหลุมดำไม่ใช่จากหลุมนั้น

/physics/24958/how-can-a-black-hole-emit-x-rays

รังสีเอกซ์มาจากก๊าซร้อนที่โคจรรอบหลุมดำในดิสก์สะสมมวลสาร เมื่อก๊าซโคจรรอบแรงแม่เหล็กทำให้สูญเสียพลังงานและโมเมนตัมเชิงมุมทำให้เกิดการหมุนวนอย่างช้าๆเข้าสู่หลุมดำ พลังงานของวงโคจรจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนทำให้ก๊าซร้อนขึ้นเป็นล้าน ๆ องศาดังนั้นมันจึงเปล่งรังสีสีดำในแถบ X-ray

เมื่อก๊าซเข้าใกล้รัศมีรัศมีสองสามครั้งมันจะพุ่งเข้าสู่หลุมดำดังนั้นในขณะที่รังสีเอกซ์บางส่วนยังคงสามารถหลบหนีได้ก่อนที่ขอบฟ้าส่วนใหญ่จะถูกปล่อยออกมาด้านนอก

กล้องตรวจจับหลุมดำมองหารังสีที่มีพลังมากที่สุดซึ่งปล่อยออกมาจากบริเวณที่ร้อนที่สุดของก๊าซที่อยู่ใกล้หลุมนั้นที่สุด เราไม่สามารถยืนบนดาวเคราะห์และเงยหน้าขึ้นมองและดู xrays แต่ให้พิจารณาว่า: หากมีก๊าซร้อนมากอยู่ถัดไปก็จะมีก๊าซร้อนน้อยลงและอยู่ถัดจากก๊าซที่ร้อนน้อยกว่า ยิ่งวัตถุดำมืดเท่าใดความยาวคลื่นที่ปล่อยรังสีก็ยิ่งนานขึ้นเท่านั้น ที่ไหนสักแห่งในก้อนเมฆที่เย็นตัวลงเรื่อย ๆ คือก๊าซซึ่งปล่อยรังสีออกมาในช่วงความยาวคลื่นที่มองเห็นได้

ฉันขอยืนยันว่าการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของเมฆนี้อย่างค่อยเป็นค่อยไปเนื่องจากมันอยู่ไกลจากก๊าซธรรมชาติที่ร้อนแรงที่สุดควรค่อยๆเปลี่ยนความถี่ที่ปล่อยออกมา แสงแรกที่มองเห็นได้จะอยู่ในสีม่วงไกลและใกล้กับหลุมมากที่สุด สิ่งนี้จะให้คะแนนผ่านบลูส์และกรีนไกลออกไปและจากนั้นไปยังสีแดงในส่วนที่เจ๋งที่สุดของเมฆ

คำทำนายนี้ควรเป็นจริงไม่เพียง แต่สำหรับหลุมดำเท่านั้น แต่สำหรับกลุ่มเมฆก๊าซใด ๆ ที่ร้อนจากภายใน ตอนนี้ให้ฉันดูที่นี่เราไป

เนบิวลารุ้ง https://www.space.com/12051-bright-nebula-photo-supergiant-star-betelgeuse.html

เมฆสีรุ้งของหลุมดำจะมีความสมมาตรมากกว่านี้ ดาวกำลังพ่นสิ่งนี้ออกไปโดยไม่เจตนา แต่หลุมดูดก๊าซเข้าไปดังนั้นมันจะเป็นเกลียวที่สมมาตร



คำถามนี้เกี่ยวกับหลุมดำมวลมหาศาลซึ่งเปล่งรังสีฮอว์คิงที่ตรวจไม่พบดังนั้นจึงไม่มีสิ่งใดที่เกี่ยวข้อง
Mike Scott

@Mike Scott: ดูหัวข้อตัวหนา "คุณสามารถเห็นรังสีเอกซ์ / รังสีแกมม่าพลังงานสูงจากหลุมดำที่เกี่ยวข้องกับเมฆก๊าซ" บางทีคุณอาจพลาดที่ผ่านครั้งแรก
Willk

@ Willik คำถามไม่ได้เกี่ยวกับที่ทั้ง; มันถามว่าคุณจะได้เห็นการขาดของแสงและดาว คุณสามารถแก้ไขสิ่งนี้เพื่อตอบคำถามที่ถามโดยการลบหัวข้อแรกและเปลี่ยนส่วนที่สองเป็นคำตอบเชิงลบโดยชี้ให้เห็นว่าจะมีแสงสว่างและไม่มีแสง
Mike Scott

@ Mike Scott: คุณพูดถูก เขาถามโดยเฉพาะเกี่ยวกับการขาดแสงและไม่เกี่ยวกับการตรวจสอบโดยทั่วไป ฉันเรียนรู้สิ่งที่กำลังอ่านอยู่ ฉันจะปรับแต่งคำตอบนี้
Willk

โปรดทราบว่าภาพถ่ายของ Betelgeuse ของคุณถูกถ่ายในแถบอินฟราเรดดังนั้นสีจึงเป็นของปลอม
PM 2
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.