星系中心的超大质量黑洞咋来的
简介:我们都知道小质量黑洞怎么来的,8倍太阳质量以上的恒星死亡后都会演化为较小质量的黑洞,但是例如我们银河系中
我们都知道小质量黑洞怎么来的,8倍太阳质量以上的恒星死亡后都会演化为较小质量的黑洞,但是例如我们银河系中心400万个太阳质量、M87星系中心65亿个太阳质量的黑洞怎么来的?有这么大的恒星能通过超新星演化出这么大的黑洞吗?显然不可能!
所以我们今天就了解下宇宙早期的超大质量黑洞演化过程,它咋来的!
先了解下我们银河系的超大质量黑洞是怎样被发现的
银河是夜空中光明与黑暗的交织,它包含了我们所能看到的所有恒星,从年轻到古老,有大有小,颜色各异,中间夹杂着昏暗的气体云,绵延数十万光年,而我们就是其中的一份子!
但是在我们星系的中心,在核心的深处,包含着一个与众不同的天体。
由于中性气体和尘埃的阻挡,星系的中心在可见光谱中完全看不见,所以我们只能在太空中通过非常特定的波长,才能成功地观察到星系中心的情况。
当我们真正看到星系的中心时,又会注意到一个特殊的区域从附近其他区域中脱颖而出,它略显不同!
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上图就是一些银河系中心观测结果,分别是:斯皮策望远镜红外线观测结果、哈勃的近红外线结果、钱德拉x射线结果!
黄色小框中明亮的地方,是银河系最内部,最中心的区域,可以看出在每个波长上它都比其他地方更加明亮。
如果我们用最高分辨率的无线电望远镜,继续往里面看,我们会发现什么?
很明显,成千上万颗恒星挤在一个空间区域里,一片混乱,啥也看不到。
那我们继续放大,在年轻、炽热的恒星之间,在人马座A*这个非常小、非常特殊的位置上,有一个明亮的射电源。
下图:
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注意上图中黄色箭头标识的区域,在照片中前景恒星的衬托下,是不是显的十分微小!这也没啥特殊的。
但是周围的恒星正以非常惊人的速度绕着这个位置中的某个物体旋转,根据万有引力定律,这个物体的质量至少是太阳质量的400万倍。
这么大?这个玩意是啥?我想你应该猜到了!
而且这个物体还不发光,现在知道这是什么了吧!这就是为什么我们知道我们的星系中心有一个超大质量黑洞。
事实上每个星系都有一个,星系越大,中心的黑洞就越大。
但是我们银河系中心位置不止这一个最大的黑洞,周围应该还有中型、小型黑洞,因为这里的恒星杂乱无章,运动的毫无章法可言。
超大质量黑洞在大多数时间都处于休眠状态,或者不活跃,因此,就像银河系这种黑洞一样,很难被探测到。
(这也是我们为什么要观测M87星系的黑洞,因为M87黑洞有66亿个太阳质量,异常活跃!)
但是用我们用钱德拉x射线望远镜深入宇宙,我们能够看到宇宙中至少有3亿个活跃的超级大质量黑洞。
所以有一件事就特别奇怪,在宇宙的早期阶段,那时最早的超大质量黑洞比我们想象的要大得多。
那么为什么这些超大质量黑洞在宇宙早期就会形成,为什么它们的质量增长的如此迅速快?
宇宙早期原料很丰富,我们来看下早期形成的超大质量恒星
我们知道超新星爆发时,要么留下中子星、要么就是黑洞,但是留下的只是一个质量为太阳质量几倍、几十倍的黑洞。
你应该没听说过一个超新星爆发后留下一个几百万、甚至几十亿个太阳质量的黑洞吧!那这个原始恒星应该大到无法想象。
也许我们只说过的最大的超新星产生了一个20到30倍太阳质量的黑洞,这个可以理解。
但这很难解释为什么宇宙中有数百万个或数十亿个太阳质量的黑洞。
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