天文学家是如何推算出银河系内黑洞的数量的? 科学家们是如何计算出银河系里恒星的数量的呢?

作者&投稿:屈凝 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

在每一个可见的星系中,都有着大量的恒星存在。比如在我们银河系中,恒星的数量在1000~4000亿颗之间,在银河系的邻居仙女座星系中,这个数值还要翻上一倍,为星系的恒星数量通常都可以计算出来,如通过星系体积和质量、恒星的密度和运行状况等计算出恒星的大致数量,然而星系中黑洞的数量却难以计算出来。

在我们的银河系中,迄今为止通过天文观测可以确认的星系大约只有60多个,其中有一个星系级黑洞就是银河系的中心黑洞人马座a*,质量高达太阳的431万倍,这个黑洞诞生于宇宙之初,是由宇宙大爆炸直接形成的。

银河系中其他的黑洞都属于恒星级黑洞,其质量相对较小,大多在太阳质量的3~100倍之间,但是这样的黑洞非常难寻找,因为除非它们的引力对周围的天体造成影响,或者有恒星等天体距离他们特别近,里面的气体被黑洞吸引形成气流和黑洞附近的吸积盘,这样的吸积盘可以发出极为明亮的光,这样才能被观测到。

如果没有这些现象的话,那么黑洞将无法被观测到,因为黑洞本身不会发光,对各个波段的电磁波都只会吸收不会发射,因此我们无很难发现它的踪迹。



实现起来是很难的,通过星系体积和质量、恒星的密度和运行状况等计算出恒星的大致数量,然而星系中黑洞的数量却难以计算出来。

通过计算质量大于某个临界值的恒星占整个星系恒星数的比例来推算

其实是很难推算出来的,因为黑洞里有无数个

其实我认为是没办法计算出来。因为黑洞有很多很多

天文学家是怎样计算出银河系、太阳等天体的质量的?~

世界上的大多数物质都是有静止质量的,山石树木如此,你和我也是如此。
一个物质的总质量是由其体积和密度所决定的,而在地球之上,质量最大的物体就是地球本身了。对于地球上包括人类在内的所有生命形式而言,地球是一片无限广阔的空间。
从某种角度来看,“无限广阔”也是一种对事实的描述,因为你永远无法走到地球的边界,因为地球是个有限而无界的球体,这同宇宙的本质很像,不同的是宇宙更大,大得近乎于无限。而我们很容易便能够计算出地球的大小,它是一颗直径为12756公里的大球。


我们不仅知道地球有多大,我们还知道地球有多重,它的质量约为60万亿亿吨,这听起来有些拗口,我们也可以将其表述为5.965*10∧24公斤。
地球的确很重,可是地球的质量,我们是怎么知道的呢?我们当然无法制造出一杆宇宙巨秤,事实上我们也根本无需这样做,只是通过单纯的计算,我们就可以知晓地球的质量。你可能想不到,早在18世纪英国的物理学家卡文迪许就已经求得了地球的质量,而且非常精确,与当代科技所测量的结果几乎相差无几。而计算地球质量所需要的一个最关键的数据就是引力。


任何有质量的物体之间都具有相互引力作用,而引力的大小与质量成正比、与距离的平方成反比,所以通过测定引力和距离,我们就能够得知一个物体的质量,地球的质量简单来讲就是如此计算得出的。
地球对于我们来说很重,而在宇宙中还有很多比地球更重的天体,比如木星的质量就达到了地球的三百多倍,而太阳更是地球的33万倍,而整个银河系的质量就大得更加让人难以理解。根据最新的测量方式所得出的银河系总质量大约为太阳质量的一万亿倍左右,这实在是太大了,但比这更令人好奇的是,银河系的质量,我们是怎么知道的?


要测定银河系的质量是一个复杂的问题,因为银河系包含了太多的内容,星际尘埃、小行星、卫星、行星、恒星、中子星、黑洞等等各式各样的天体都在银河系中大量存在着。
而且我们根本就不知道银河系中天体的具体数量,仅仅以恒星为例,银河系中到底是有1000亿颗恒星,还是4000亿颗恒星,我们就不得而知,所以自然不可能计算所有天体的质量再将其相加。其实测定银河系质量的方法和测定一颗星体质量的方法很像。只是我们要选取一些用于测量的标志物。比如那些位于银河系边缘的恒星。这些恒星的运动无疑受到了整个银河系引力的影响。


通过测定银河系边缘恒星的质量、轨道速度以及距离等等,便可以计算出银河系的整体质量。
但这并不算是特别精确,以此方式计算得出的银河系质量为一个概数,约为太阳质量的8000亿倍到9000亿倍之间。后来科学家们彻底跳出了银河系,意识到在银河系的外面还存在着很多卫星星系,比如我们所熟悉的大小麦哲伦星系就是典型的代表。
这些卫星星系的整体运行依赖于银河系的引力作用,有大量的恒星流从这些星系中飞出前往银河系,通过测量这些卫星星系的恒星流质量与角动量,能够得到更为准确的银河系质量数据。所以最终确定银河系的总质量为太阳质量的一万亿倍左右。当然,随着未来科学的进步,这个数字还会变得更加精确。

那只是粗略计算的.
N(Mv) = 6.57 * exp(1.107*Mv), 其中,Mv为视星等,N为恒星数量。
公式是一个经验公式,也就是通过一堆数据拟合出来的。当然,那个指数形式应该有模型基础的.

科学家是如何找到绝对看不见的“黑洞”的呢?
答:1992年“哈勃”太空望远镜就在室女星系的中心区域发现了一个质量达26亿倍太阳质量的巨大黑洞;1994年它又发现在M87星系内也有一个巨大的黑洞。而在银河系的中心,也极有可能存在着一个250万倍太阳质量的大黑洞。黑洞并不能直接观察到,科学家主要是根据它周围的星团及恒星的运动状况判断出黑洞的存在,并...

谁能帮助我回答银河系中的黑洞是怎么形成的?
答:与别的天体相比,黑洞是显得太特殊了。例如,黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,连科学家都只能对它内部结构提出各种猜想。那么,黑洞是怎么把自己隐藏起来的呢?答案就是——弯曲的空间。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这...

研究:银河系中心的黑洞可能是一个由暗物质组成的球体
答:银河系是由一个巨大的中间质量聚集在一起的,这个质量约相当于400万个太阳。这个巨大的天体被称作人马座A* (Sgr A*),虽然我们无法直接看到它,但可以从它周围恒星的运动中推断出它的存在。超大质量黑洞是最符合逻辑的候选者,但它可能不是唯一的解释。这种怀疑在七年前就已经埋下了种子。一种名为G...

黑洞到底是怎样形成的,目前银河系有多少黑洞存在?
答:新科学研究称,就大家所在的银河系来讲,就会有高达上亿次黑洞。科学研究共同编撰的者,加州大学尔湾分校物理学与天文学专家教授JamesBullock表明:“我们可以算出有多少个大黑洞的存有,最后结果是数以百计——远超我所意料”。这类宇宙级毁灭性目标总数的疯涨,是在对引力波的“怪现状”开展调研的环...

为什么大多数星系中央会有一个黑洞?
答:在银河系的中心就有一个超大质量的黑洞——人马座A*,而我们太阳系的中心则是太阳。人马座A*就是处于银河系中心的一个超大质量的黑洞人马座A*是位于银河系中央的一个超大质量黑洞,在还没有发现之前科学家们就一直在猜测银河系中心是一个巨大的黑洞,后来随着X射线望远镜技术的成熟,人马...

银河系中心真的是黑洞吗?是谁发现并提出的这个观点?
答:这么简单,他也大致的画出了银河系一个比较具体的轮廓和草图。到了18世纪的时候,比较著名的天文学家,英国人赫歇尔父子就针对赖特的这一想法和实践来进行相关系统的检验,看看是否符合。经过他们细心观察后发现,在银河系中心处有者一个比较特殊的规律:恒星到中心之间的距离是成反比关系的。他们这次检...

美国物理学家发现银河系内藏黑洞群,至少存在多少黑洞?
答:查尔斯团队的这一发现证明,包括银河系在内的许多星系的中心都有一个巨大的黑洞群。就像台风有风眼一样,黑洞群中心的能量非常强大。 暗物质约占宇宙总质量的90%。它们包括白矮星/黑矮星(即白矮星完全冷却,但大约需要1亿年)、中子星/黑洞/宇宙弦(即科学家估计没有生命的空间褶皱)等。暗物质在星...

黑洞是怎么被发现的
答:并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出和γ射线的“边缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。2017年12月7日,美国卡耐基科学研究所科学家发现有史以来最遥远的超大质量黑洞,其质量是太阳的8亿倍。

人类怎样才能观测到黑洞?科学家:我们目前只能使用“排除法”
答:这个黑洞的质量大约是太阳的400万倍,也是距离地球最近的超大质量黑洞。同时也正是这个黑洞,维系着银河系这个庞大星系的运转。同时从人马座A*黑洞附近的行星运行轨道来看,这个大黑洞的周围,还存在着许多的小黑洞,尚未被人类全部发现。所以科学家在发现了黑洞可能的存在“踪迹”后,还要通过“排除法”来...