黑洞吸积盘的温度能够有多高?

银河系中可能存在着数十亿颗黑洞,但是光都无法逃脱黑洞的引力,所以对于人类来说,黑洞是不可观测的,但是当黑洞周围有一颗恒星的时候,这颗伴星就会为黑洞提供气体,从而让黑洞变得可见,在这种情况下,黑洞周围会形成吸积盘,变成明亮的X射线星

黑洞周围的发光吸积盘
黑洞周围的发光吸积盘

那么黑洞吸积盘的温度究竟能有多高呢?

在这之前,我们需要先知道,黑洞是如何让吸积盘物质产生超高温的。简单的讲,黑洞强大的引力能够将坠入其中的物质加速到接近光速,在这个过程中,物质和物质之间会相互摩擦,从而产生出数数千万乃至于十亿℃的超高温度等离子体。

而随着物质不断的向黑洞螺旋下坠,物质的温度也会越来越高,在黑洞吸积盘的内边缘处,这里的温度能够超过1000亿℃,也是在这里产生了大部分的X射线。

艺术家对黑洞周围吸积盘的想象图。圆盘(棕色和红色)是不透明的,在高达100万度的温度下相对凉爽。靠近中心的孔是一个由非常热的透明气体组成的区域(超过1000亿度)。在白色区域,圆盘由于与周围的热气体相互作用而亮起。在理论中,该区域起着核心作用,并产生大部分观察到的X射线。
艺术家对黑洞周围吸积盘的想象图。圆盘(棕色和红色)是不透明的,在高达100万度的温度下相对凉爽。靠近中心的孔是一个由非常热的透明气体组成的区域(超过1000亿度)。在白色区域,圆盘由于与周围的热气体相互作用而亮起。在理论中,该区域起着核心作用,并产生大部分观察到的X射线。

黑洞吸积盘中的物质所产生的的能量并非是恒星内部的核聚变,而是将引力势能转化为辐射能量,这种能量转化的效率大约是核聚变的30倍,一般情况下,黑洞能够将吸积盘中的10%~40的物质直接转化为纯能量,所以当黑洞形成吸积盘的时候光度一般也会非常明亮。

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