出生就是個王者,論銀河系中心黑洞之形成,沒有辦法就是這么強大

更新時間:2022-03-21 12:08:54 所屬欄目:黑洞 作者:夏如生

摘要:銀河系中的「王者」就是中心的超大質量黑洞了,這個「王者」從哪來的?其實它一出生就是個「王者」,沒有辦法,就是這么強大。銀河系中質量最大的單個天體正是銀河系中心黑洞了,它又被叫做人馬座a,質量約431萬個太陽質量,銀河系之所以存在非常依賴它的力量,正是它的引力和旋轉作用,使得銀河系

銀河系中的「王者」就是中心的超大質量黑洞了,這個「王者」從哪來的?其實它一出生就是個「王者」,沒有辦法,就是這么強大。

銀河系中質量最大的單個天體正是銀河系中心黑洞了,它又被叫做人馬座a,質量約431萬個太陽質量,銀河系之所以存在非常依賴它的力量,正是它的引力和旋轉作用,使得銀河系匯聚了無數顆星體,形成了一個不斷旋轉的棒旋星系,它是銀河系真正的統治者。

人馬座a是一個超大質量黑洞,超大質量黑洞通常又被稱為星系級黑洞,其質量約為太陽的數十萬到數百億倍,雖然目前關于超大質量黑洞的形成還沒有定論,但是科學家們普遍認為它們大都產生于宇宙之初,不然的話就難以形成如此巨大的質量。因為恆星形成的黑洞的質量通常只有太陽的幾倍到幾十倍,這樣的黑洞增加萬倍甚至上億倍的質量需要極其漫長的時間,現今的宇宙年齡(約138億年)根本不夠用,無論恆星級黑洞以吞噬其他星體或者是相互撞擊合併,在一百億年的時間中,都難以達到星系級黑洞的質量。

這是因為恆星級黑洞形成后,只能吞噬它旁邊的星體物質,我們知道恆星相互間的距離都是很遠的,一個多星系統中形成的黑洞,頂多很快把這個多星系統吞噬掉,但吞噬的過程至少也需要上億年的時間,即便把它所在的多星系統中的所有天體都吞掉的話,也不過是幾百個太陽的質量,而如果它再想吞噬其它恆星系統中的天體,就非常困難了。

我們再假設黑洞所在的空間中恆星密度比較高,但它要想掃蕩附近的幾十顆恆星,一百億年的時間恐怕都不夠,即便這樣的黑洞有幾個距離比較近,能夠撞到一起以及合併成大黑洞,其耗時也是曠日持久的,因為相互繞行的時間通常都極其漫長,而即便合併到一起,也不過形成一個幾百上千個太陽質量的黑洞,即便是十個這樣的黑洞融合到一起,才不過達到太陽的萬倍質量,但是十個黑洞融合所消耗的時間,很可能要比如今的宇宙年齡還要長。

所以星系級的超大質量黑洞基本不會以這樣的模式形成,它們最有可能是誕生于宇宙之初,比如迄今為止人類觀測到的質量最大的黑洞ton618,它的質量規模達到了太陽的660億倍,幾乎相當于人馬座a的15000倍,然而它距離我們約104億光年,也就是說它至少在104億年前就存在了,這個時候距離宇宙誕生才不過30多億年,恆星級黑洞無論如何無法形成這樣的規模。

那么宇宙之初是如何形成了這些超大質量黑洞的呢?通常認為在宇宙大爆炸之后的較短時間中,宇宙中能量和物質的分布并不均勻,在物質極為致密的地方直接就形成了黑洞,而且它們的質量極大,同時又有宇宙大爆炸的力量非常巨大,所以這些黑洞只要距離不是特別靠近,它們就會隨著宇宙的膨脹相互之間的距離就越來越遠,而它們強大的引力場又攪動著附近的物質圍繞它們旋轉,這些物質逐漸形成了行星,恆星等天體,于是一個個星系已經形成了,我們所在的銀河系的形成也大抵如此。

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