黑洞是宇宙中最为神秘的天体之一,人类最初是在物理理论中预测了它的存在,然后在之后的观测过程中发现了它,但这么多年来人类对它仍然知之甚少。
宇宙中不仅有原生黑洞存在,而且任何质量在太阳质量30倍以上的恒星,死亡后都会坍缩成一颗黑洞。这种大质量恒星的寿命很短,虽然目前在宇宙中看来它们的数量很稀少,但在大约138亿年的宇宙历史长河中,这种大质量恒星的数量累计起来就非常多了,因此宇宙中的黑洞总数量肯定非常多。
有些科学家认为,现在整个宇宙中的黑洞数量可能非常庞大,仅仅是我们所在的银河系,黑洞数量估计就在100万到1亿个,并且绝大多数应该都是恒星级黑洞。
很多黑洞由于周围已没有能够被其所吞噬的物质,都处于静默状态,不存在吸积盘,因此宇宙中大多数黑洞都没有办法被人类以电磁手段探测到。
宇宙中最恐怖的一类黑洞就是位于星系中心的超大质量黑洞,这类黑洞对星系的形成和演化都起着至关重要的作用。对于它们的起源,科学家们也还没有弄清楚。但有一点可以肯定,那就是有些超大质量黑洞在宇宙诞生之初的几亿年后就已经存在了。
上世纪科学家在极其遥远的距离上发现了一种极为明亮的天体,称其为类星体,从字面意思上来看,就是类似恒星的天体。后来科学家发现原来类星体其实就是被超大质量所驱动的活跃星系核,其位于遥远星系的中心。
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类星体的中心是一个超大质量黑洞,其质量可以达到太阳质量的数百万倍甚至数十亿倍。
人类目前在宇宙中发现的已知质量最大的黑洞,就是一个位于类星体中心的超级黑洞,被称作Ton 618 ,距离我们大约104亿光年。
Ton 618位于猎犬座,它的质量非常巨大,大约是太阳质量的 660亿倍,史瓦西半径为1920亿千米。Ton 618 的亮度也非常高,其亮度超过了整个银河系的亮度,绝对星等为-30.7,光度估计是银河系的数千倍,是宇宙中已知最亮的星体之一。
银河系中心也有一个星系级黑洞,被叫作人马座A*。不过它的质量与Ton 618相比就小得多了,质量只有太阳质量的400多万倍,不及Ton 618质量的万分之一。
观测数据显示,绝大多数星系中心都存在星系级黑洞也就是超大质量黑洞。Ton 618之所以如此明亮,亮度比银河系还高,并不是其本身在发光。实际上黑洞的本体也发不了光,它只会大快朵颐地吞噬包括光线在内它所能够吞噬的东西,任何掉进其视界内的东西都会被无情地吞噬。
Ton 618以及其他类星体,之所以能够发出极其耀眼的光芒,是因为这些黑洞正通过吞噬周围的物质不断增长。黑洞周围吸积盘内的物质在黑洞潮汐力的撕扯下不断摩擦,产生了比恒星内部温度还高很多倍的高温,并释放出了巨大的包括可见光在内的电磁辐射能量,因此看起来极为明亮。
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那为什么我们总是在遥远的位置上才能看到类星体呢?这是因为看得越远就越古老!
这些距离我们动辄上百亿光年的类星体位于早期宇宙的星系中,早期宇宙体积更小、物质密度更大,那时星系的碰撞合并过程更频繁,这使得那时的超大质量黑洞能够吞噬大量的物质,从而变得极为明亮。而那些离的我们比较近的星系,其中心的黑洞大多数早已陷入了沉寂期,没有再大量进食。
对于Ton 618这种质量超级大的黑洞,其所在星系中的绝大多数天体可能都已经被其所吞噬,甚至整个星系都已经不复存在,只剩下一个黑洞了。
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有科学家推测,随着宇宙的演变,宇宙中的绝大多数星系最终都将被大大小小的黑洞所吞噬,到那时宇宙中再也没有足够的物质能够形成恒星,整个宇宙将陷入一片沉寂和黑暗中。不过这一过程将非常漫长!