美国弗吉尼亚大学的罗杰 · 谢韦莱(Roger Chevalier)认为,黑洞的存在可能比我们的预料要多。他已经发现了一条新的产生黑洞的途径。
按照传统的观念,只有当一颗比太阳质量大40倍以上的星体萎缩并消亡后才有可能形成黑洞。由于这样的星体很少,因此黑洞也存在得很少。
但谢韦莱认为,当一颗中子星从邻近的伴星上吸收了非常多的物质后,它同样可以形成黑洞。与黑洞一样,中子星也是一种密度很大的星体,它们的质量是太阳质量的8~40倍,但它们的密度还未大到能吸附光的程度。
当一颗星体膨胀成超巨星后,围绕其旋转的中子星将发生什么变化呢?谢韦莱认为,中子星的旋转轨道已经位于超巨星的大气层中,并从中超巨星吸附物质。
天文学家早就知道,一个中子星吸附一颗太阳那么多的质量后将演变成黑洞,但认为这是难以实现的。因为据估计在物质落向中子星的过程中,将因为受热而释放出光子,这些光子将阻碍物质的流动,因而一颗中子星每年吸收的物质只有一颗太阳质量的10-8倍。超巨星只能存在约100万年,这样短的时间里中子星难以吸收足够的物质而演变为黑洞。
但谢韦莱认为,中子星吸附物质的速度是上述估计值的几百万倍。原因是那些光子被落入的物质吸收而难以阻碍这些物质的运动。计算结果表明,如果伴星是一颗红色的超巨星,那么每年落入中子星的物质的质量将是太阳质量的0.2倍。如果伴星是颗蓝色的超巨星,中子星每年吸附的物质将是太阳质量的5倍。这是因为蓝色的超巨星较红色的密集。
这样的吸附速度可使一颗中子星在1年内成为黑洞。如果黑洞继续吸附物质,超巨星将最终被破坏掉,最后只有黑洞存在。如果超巨星的一部分未被破坏,那将会看一颗小的星体围绕着黑洞旋转。
[王宏田译自New Scientist,1993年7月24日]
探测太阳震的新方法
太阳升起时,它的外表看起来很温暖、平静。但你要是靠近观察就会发现,太阳看上去像一口沸腾的大锅,翻滚的热浪引起太阳内部也跟着震动。
自从对太阳动力学进行了大量的研究后,天文学家于70年代开始收听到这些震动。现在,研究人员已经找到一种收听这一太阳“交响曲”的新方法。由美国航空航天局(NASA)的太阳物理学家托马斯 · 小达瓦尔(Thomas L. Duvall Jr)和他的亚利桑那州图森市国家太阳天文台(NSO)的同事们共同研制出的这种方法,就是利用太阳上发出的独特的声波来研究它的内部,正像地震学家利用地震波来探测地球内部的地质结构一样。
达瓦尔说:“这种方法与我们研究地震的手段基本上一致他们的报告发表在4月1日的《自然》杂志上。
通常,太阳震学家要观测太阳震动时的全部波谱。他们发现,太阳共振就好像一台巨大的管风琴在特别的频率下最强。这种新方法可使研究人员追踪特别声波的传播,这些声波是太阳表面一较薄的有功层发出的。这些声波先向太阳内部运动,由于内部密度的变化又转向表面,然后又向下,引起的这些小湍流地球上的天文学家可以观测到。每个声波这样反复来回运动达50次以上。
NSO的主任、太阳震的早期研究者约翰 · 利贝彻(John W. Leibacher)声称:“这是一个很大的进展。”他说,这种方法可以帮助研究人员探测太阳的较小区域,或许还能搞清神秘的太阳黑子的产生过程。
然而,科罗拉多州博尔德市国家大气研究中心的太阳物理学家蒂莫西 · 布朗(Timothy M. Brown)认为,这种新方法还需要论证,也就是说,这一方法还要经过发现低频率震动的检验。因此要制出太阳震图表就会很慢。然而,他补充道,这种方法的研制成功表明“向着正确的方法迈出了重要的一步。”
[孙家明译自Science News,1993年4月3日]
闪电是地球温度的预兆
纽约哥伦比亚大学的科林 · 普莱士(Colin Price)所进行的一项研究已经确认,在某个位置所进行的一项测量能够确定地球的平均温度,它是根据麻省理工学院的厄尔 · 威廉(Earle Williams)在去年的建议而搞起来的,全球的闪电活动次数与全球的平均温度有关。
闪电与地球表面温度之间的联系是通过对流。地球表面温度越高,通过大气的对流也就越强,也就引起了更多的雷暴和更多的闪电。
地球的大气就像是一个圆形的电容器,地球的导电表面在下,导电的电离层在上面,普莱士将其说成是在它们之间有一个“漏电电介质”。雷暴给这个电容器充电。所以按照同样的道理,测量一次电离层的电势,就应能揭示出环绕全球的雷暴活动的电位,同样也可以揭示出地球的平均气温。
普莱斯曾经用人造卫星的数据将这一结论加以确认,卫星的数据给出了真正的地球表面平均温度,它们并没有偏向于北半球的大陆地区。考虑到季节的偏差,地球表面的平均温度每上升1℃该电势就将升高10千伏。电势对于温度的这一灵敏度 · 能使这一技术很理想地用于监视地球平均温度的小量变化。如果地球的气候改变得这样大,就能明显地改变空气中的粒子-离子和水蒸气的数量,则电离层的电势就能直接受到这些改变和温度变化的影响。
[魏进尊译自New Scientist,1993年9月25日]