银河系中心黑洞大如数百万颗太阳,它从哪来的?要追溯到宇宙之初

2018-08-15 16:29

 银河系中的“王者”就是中心的超大质量黑洞了,这个“王者”从哪来的?其实它一出生就是个“王者”,没有办法,就是这么强大。

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银河系中质量最大的单个天体正是银河系中心黑洞了,它又被叫做人马座a,质量约431万个太阳质量,银河系之所以存在非常依赖它的力量,正是它的引力和旋转作用,使得银河系汇聚了无数颗星体,形成了一个不断旋转的棒旋星系,它是银河系真正的统治者。

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人马座a是一个超大质量黑洞,超大质量黑洞通常又被称为星系级黑洞,其质量约为太阳的数十万到数百亿倍,虽然目前关于超大质量黑洞的形成还没有定论,但是科学家们普遍认为它们大都产生于宇宙之初,不然的话就难以形成如此巨大的质量。因为恒星形成的黑洞的质量通常只有太阳的几倍到几十倍,这样的黑洞增加万倍甚至上亿倍的质量需要极其漫长的时间,现今的宇宙年龄(约138亿年)根本不够用,无论恒星级黑洞以吞噬其他星体或者是相互撞击合并,在一百亿年的时间中,都难以达到星系级黑洞的质量。

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这是因为恒星级黑洞形成后,只能吞噬它旁边的星体物质,我们知道恒星相互间的距离都是很远的,一个多星系统中形成的黑洞,顶多很快把这个多星系统吞噬掉,但吞噬的过程至少也需要上亿年的时间,即便把它所在的多星系统中的所有天体都吞掉的话,也不过是几百个太阳的质量,而如果它再想吞噬其它恒星系统中的天体,就非常困难了。

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我们再假设黑洞所在的空间中恒星密度比较高,但它要想扫荡附近的几十颗恒星,一百亿年的时间恐怕都不够,即便这样的黑洞有几个距离比较近,能够撞到一起以及合并成大黑洞,其耗时也是旷日持久的,因为相互绕行的时间通常都极其漫长,而即便合并到一起,也不过形成一个几百上千个太阳质量的黑洞,即便是十个这样的黑洞融合到一起,才不过达到太阳的万倍质量,但是十个黑洞融合所消耗的时间,很可能要比如今的宇宙年龄还要长。

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所以星系级的超大质量黑洞基本不会以这样的模式形成,它们最有可能是诞生于宇宙之初,比如迄今为止人类观测到的质量最大的黑洞ton618,它的质量规模达到了太阳的660亿倍,几乎相当于人马座a的15000倍,然而它距离我们约104亿光年,也就是说它至少在104亿年前就存在了,这个时候距离宇宙诞生才不过30多亿年,恒星级黑洞无论如何无法形成这样的规模。

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那么宇宙之初是如何形成了这些超大质量黑洞的呢?通常认为在宇宙大爆炸之后的较短时间中,宇宙中能量和物质的分布并不均匀,在物质极为致密的地方直接就形成了黑洞,而且它们的质量极大,同时又有宇宙大爆炸的力量非常巨大,所以这些黑洞只要距离不是特别靠近,它们就会随着宇宙的膨胀相互之间的距离就越来越远,而它们强大的引力场又搅动着附近的物质围绕它们旋转,这些物质逐渐形成了行星,恒星等天体,于是一个个星系已经形成了,我们所在的银河系的形成也大抵如此。

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