神秘黑洞平均每天吞噬一个太阳已持续亿年(黑洞能吞噬多少个太阳)

游客投稿 未解之谜 2023-08-15 16:13

黑洞宇宙中最神秘的天体之一。黑洞的引力如此之强,以至于光进入黑洞引力范围后也无法逃逸。

它会吞噬周围的一切,包括恒星,就像一个在宇宙中游荡的幽灵,在吞噬的过程中不断增加自己的质量。最近,澳大利亚国立大学的一个研究小组发现了迄今为止增长最快的

黑洞,它每天吞噬的质量相当于一个太阳。

这个黑洞被命名为J2157,位于SMSS J215728.21-360215.1星系的中心,距离地球大约120亿光年。早在2018年,研究团队就观测到了,这是一个非常古老的黑洞。它在宇宙诞生后12亿年就存在了,也就是说J2157有126亿年了。不仅如此,它几乎是早期宇宙中最大的黑洞,相当于太阳质量的200亿倍。

最近,研究小组使用甚大阵列望远镜再次观测J2157,并修正了一些数据偏差。结果显示,J2157的实际质量是太阳的340亿倍,比最初的测量结果高出70%。这意味着J2157的史瓦西半径达到了670个天文单位,相当于1000亿公里。如果放在太阳的位置,它的视界可以延伸到5倍空日球层外。

即使与银河系中心的超大质量黑洞人马座*相比,J2157也比它大8000倍左右。人马座A*要想和J2157一样大,需要吞噬整个星系近75%的恒星。而且从分析结果来看,J2157的增长速度简直令人恐惧,一天之内就能吞下相当于一个太阳质量的天体。

虽然黑洞甚至可以吞噬光,但当它吞噬天体时,天体的圆盘会不断涌入黑洞。这会产生巨大的摩擦和热量,在吸积盘上产生强光。在分析吸积盘的辐射亮度时,研究人员计算出这个黑洞每天消耗的质量相当于一个太阳,约为2000亿吨。只有这样才能保持这么高的亮度。

它有多亮?

如果放在银河系中心,晚上会比满月亮十倍。但如果银河系中心真的有这么大的家伙,地球上就不会有现在这样的生命和文明了。因为黑洞发出的大量x射线会扼杀任何生命诞生的机会。除了修改J2157的质量和吸积速度,研究人员还修改了地球与它之间的距离,比以前长了几千万光年。然而,在原来120亿光年的基础上,多几千万似乎不算什么。

虽然J2157体积巨大,吸积速度与太阳甚至人马座黑洞相比也很显著,但它仍然不是宇宙中最大的黑洞。距离地球104亿光年的TON618是迄今为止发现的最大黑洞,也是宇宙中最大的单一天体。它的质量约为太阳的660亿倍,相当于银河系总质量的1/23,比许多小星系的质量都大。

经计算,TON618的直径约为4000亿公里,比最大恒星斯蒂芬森2-18大上百万倍。这使得我们有可能在望远镜中看到TON618耀眼的光芒,尽管它距离我们数百亿光年。无论是J2157还是TON618,这些超大质量黑洞的起源对科学家来说一直是个谜。尤其是J2157,你要知道它形成的时候,宇宙才诞生了十亿年。这个时候,整个宇宙中的天体并不多。它是如何长得如此巨大的?

根据现有的黑洞理论,黑洞是由大质量恒星晚年死亡演化而来的,这意味着它实际上是恒星的残骸。恒星起源于星际物质在引力作用下的聚集。根据它们的质量,会形成不同种类的恒星,比如黄矮星和红矮星。在演化末期,它们会根据质量形成红巨星或红色超巨星。最后,星云被释放或发生超新星爆炸,剩余物质根据质量形成白矮星中子星或黑洞。

既然是恒星死亡后的遗迹,黑洞的质量从一开始就注定不会特别大。虽然它可以通过吞噬周围的物质来膨胀自己,但理论上,黑洞至少需要3000万年才能使其质量翻倍。像J2157这样相当于太阳数百亿倍质量的黑洞,需要极其漫长的演化时间,才有现在令人恐惧的体型。

按照常规理论,它显然不可能发展得这么快。科学家推测,这个超大质量黑洞可能起源于早期宇宙的一些关键时刻。早期宇宙的物质密度非常高,在某些区域可以直接坍缩形成黑洞,被称为原始黑洞。

虽然近年来的观测和分析结果推翻了几乎所有的原始黑洞形成模型,但仍然有一种原始黑洞被允许存在。这类黑洞的初始质量约为太阳的10万倍,它们诞生于BIGBANG的第一秒。这种黑洞会在短时间内吞噬周围的大量物质,自身迅速成长,最后可能成为我们今天观测到的超大质量黑洞。

然而这只是目前的理论之一,超大质量黑洞的形成仍然是个谜。黑洞是宇宙的重要组成部分。当我们找到谜题的答案时,我们可能会对宇宙的演化有更深入的了解。