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宇宙中最大的黑洞,亮度遠超銀河系,所在星系或許已被其吞噬
2023/11/28

黑洞是宇宙中最為神秘的天體之一,人類最初是在物理理論中預測了它的存在,然后在之后的觀測過程中發現了它,但這麼多年來人類對它仍然知之甚少。

宇宙中不僅有原生黑洞存在,而且任何質量在太陽質量30倍以上的恒星,死亡后都會坍縮成一顆黑洞。這種大質量恒星的壽命很短,雖然目前在宇宙中看來它們的數量很稀少,但在大約138億年的宇宙歷史長河中,這種大質量恒星的數量累計起來就非常多了,因此宇宙中的黑洞總數量肯定非常多。

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有些科學家認為,現在整個宇宙中的黑洞數量可能非常龐大,僅僅是我們所在的銀河系,黑洞數量估計就在100萬到1億個,并且絕大多數應該都是恒星級黑洞。

很多黑洞由于周圍已沒有能夠被其所吞噬的物質,都處于靜默狀態,不存在吸積盤,因此宇宙中大多數黑洞都沒有辦法被人類以電磁手段探測到。

宇宙中最恐怖的一類黑洞就是位于星系中心的超大質量黑洞,這類黑洞對星系的形成和演化都起著至關重要的作用。對于它們的起源,科學家們也還沒有弄清楚。但有一點可以肯定,那就是有些超大質量黑洞在宇宙誕生之初的幾億年后就已經存在了。

上世紀科學家在極其遙遠的距離上發現了一種極為明亮的天體,稱其為類星體,從字面意思上來看,就是類似恒星的天體。

後來科學家發現原來類星體其實就是被超大質量所驅動的活躍星系核,其位于遙遠星系的中心。

類星體的中心是一個超大質量黑洞,其質量可以達到太陽質量的數百萬倍甚至數十億倍。

人類目前在宇宙中發現的已知質量最大的黑洞,就是一個位于類星體中心的超級黑洞,被稱作Ton 618 ,距離我們大約104億光年。

Ton 618位于獵犬座,它的質量非常巨大,大約是太陽質量的 660億倍,史瓦西半徑為1920億千米。Ton 618 的亮度也非常高,其亮度超過了整個銀河系的亮度,絕對星等為-30.7,光度估計是銀河系的數千倍,是宇宙中已知最亮的星體之一。

銀河系中心也有一個星系級黑洞,被叫作人馬座A*。不過它的質量與Ton 618相比就小得多了,質量只有太陽質量的400多萬倍,不及Ton 618質量的萬分之一。

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觀測數據顯示,絕大多數星系中心都存在星系級黑洞也就是超大質量黑洞。Ton 618之所以如此明亮,亮度比銀河系還高,并不是其本身在發光。實際上黑洞的本體也發不了光,它只會大快朵頤地吞噬包括光線在內它所能夠吞噬的東西,任何掉進其視界內的東西都會被無情地吞噬。

Ton 618以及其他類星體,之所以能夠發出極其耀眼的光芒,是因為這些黑洞正通過吞噬周圍的物質不斷增長。黑洞周圍吸積盤內的物質在黑洞潮汐力的撕扯下不斷摩擦,產生了比恒星內部溫度還高很多倍的高溫,并釋放出了巨大的包括可見光在內的電磁輻射能量,因此看起來極為明亮。

那為什麼我們總是在遙遠的位置上才能看到類星體呢?這是因為看得越遠就越古老!

這些距離我們動輒上百億光年的類星體位于早期宇宙的星系中,早期宇宙體積更小、物質密度更大,那時星系的碰撞合并過程更頻繁,這使得那時的超大質量黑洞能夠吞噬大量的物質,從而變得極為明亮。而那些離的我們比較近的星系,其中心的黑洞大多數早已陷入了沉寂期,沒有再大量進食。

對于Ton 618這種質量超級大的黑洞,其所在星系中的絕大多數天體可能都已經被其所吞噬,甚至整個星系都已經不復存在,只剩下一個黑洞了。

有科學家推測,隨著宇宙的演變,宇宙中的絕大多數星系最終都將被大大小小的黑洞所吞噬,到那時宇宙中再也沒有足夠的物質能夠形成恒星,整個宇宙將陷入一片沉寂和黑暗中。不過這一過程將非常漫長!

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