比太阳质量大 65 亿倍的 M87 黑洞大小是个啥概念?
在公布第一张黑洞照片以前,M87* 黑洞最引人注目的特征是其有一条长达数千光年的喷流,但今天几乎每个看过第一张黑洞照片发布会的朋友都非常熟悉几个数字:
一、距离地球 5500 万光年;
二、质量是太阳的 65 亿倍;
三、喷流角度与地球方向夹角 17 度;
四、上暗下明是因为多普勒频移所致;
但不知道各位有没有留意过,发布会现场解说,即黑洞的黑色部分区域的直径是黑洞真正事件视界的 2.5 倍,我们根据这个数据来计算下这个 65 亿倍太阳质量的黑洞是什么概念?
一、假如太阳坍缩成黑洞事件视界有多大?
参数都已经有了,我们只要知道太阳的质量即可:
m=1.9891*10^30 千克
那么 r=26.6710^-111.989110^30/299792458^2=2952.4M
即:假如太阳质量的恒星坍缩成黑洞的话,其事件视界半径为 2.9524KM
这个实在有点小,不过太阳也无法坍缩成黑洞,因为至少也要超过奥本海默极限 (3.2 倍的太阳质量) 才能坍缩成黑洞!事件视界半径约:9.4476KM
但一般恒星型黑洞形成时质量约为太阳的 3.8 倍,因此初生的黑洞事件视界半径为:11.219KM!
二、M87* 黑洞的事件视界有多大?
根据史瓦希黑洞史瓦希半径计算公式(史瓦希黑洞的史瓦希半径和事件视界的重合的)可知,黑洞的质量与事件视界的半径成正比,那么可知 65 亿倍太阳质量的 M87* 黑洞的视界半径为:
r=2.9524×65 亿倍 =191.906 亿千米
这个半径也许不太有概念!那么我们放太阳系来比较下!
当年旅行者 1 号到达太阳系边缘时距离太阳大约是 150 亿千米,到去年 11 月为止旅行者大约在 216 亿公里以外!
简单的说旅行者将近四十几年的时间,才刚刚出 M87* 的视界!
*三、M87的吸积盘直径有多大?
我们先来计算下看起来像黑洞却不是真正黑洞视界的阴影区域直径,上文说了,阴影区的直径是黑洞事件视界的 2.5 倍,那么:
D=191.906×2.5×2=959.53 亿千米
大约是 88.85 光时!
根据图示比例测算,吸积盘大约是 4-4.5 个阴影区域直径,那么约为:
D=959.53 亿千米×4~4.5=3838.12 亿千米~4317.885 亿千米之间
也就是 355.4~399.825 光时之间!
太阳系日球层顶(传统太阳系范围)的直径大约是 13.9 光时×2=27.8 光时
各位可以参考下,里面能装下几个太阳系?
所以这些星系中央的巨大黑洞是一个多大的概念,当然文末还在提个有趣的话题,到现在为止我们在宇宙中发现最大黑洞是 NGC1277*, 它的视界是 4 光天!
距离地球最近的黑洞是天鹅座 V616,距离是 2800 光年!
宇宙那么大也是有好处的,毕竟黑洞这种天体实在有些不太友好!