一天吞噬一个太阳!这个狂野的黑洞,正在挑战人类的宇宙理论

黑洞=无尽的吞噬。
这是很多人对黑洞的印象。当然,有些黑洞也并非如此,但是吞噬中的黑洞才能够被我们观测到,并且这样的黑洞对宇宙也有更大的影响。科学家们长期的观测,已经发现了无数怪物级的黑洞,但是,当科学家看到这个黑洞的时候,还是被震惊了。
这个黑洞距离我们120亿光年,位于一个名叫SMSS J215728.21-360215.1(简称J2157)的星系中心,是一个典型的控制整个星系的超大质量黑洞,为整个星系提供动力。
在刚刚发现它的时候,天文学家认为它的质量大约是太阳的200亿倍,并且每天可以吞噬半个太阳质量的物质。在那个时候,J2157黑洞(也可以写作J2157*)就在网上引起了无数科学爱好者的热议。但是,我们对它的热议显然远远不够,因为它比2年前我们想象的还要恐怖。
澳大利亚国立大学的天文学家们(当初发现它的也是这些人)最近对它J2157*进行了重新观测,修正了一些数据偏差,并发表在了《英国皇家天文学会月刊》上。论文指出,它的质量其实达到了太阳的340亿倍,比原来的数字高出了70%!这意味着,它的史瓦西半径(也就是事件视界半径)达到了令人震惊的670个天文单位(约1000亿公里)。
这是个什么概念呢?我们提供几个数字来对比一下:在太阳系内,冥王星和太阳的平均距离大约是39.5个天文单位;太阳风和来自宇宙的射线达到平衡的位置(也就是所谓的日球层),距离太阳大概100个天文单位。也就是说,如果把J2157*放在太阳的位置,它的边界可以延伸到日球层以外5倍的空间!
澳大利亚国立大学的天文学家Christopher Onken告诉我们:“这个黑洞即使和银河系中心的超大质量黑洞比也大了8000倍左右,如果银河系中心的黑洞想要成长到如此巨大,就必须得吞噬掉银河系内2/3的恒星。”
(注:他是按照质量较小的恒星来说的,而不是参宿四或者盾牌座 UY这种巨大的恒星)
当然,J2157*也算不上是人类发现的最巨大黑洞。在距离我们7亿光年的位置上,有一个名叫Holm 15A的黑洞,其质量达到了太阳的400亿倍。而人类迄今为止发现的最大的黑洞就是类星体TON 618中心的超大质量黑洞,这个怪物距离我们大约104亿光年,质量更是达到了太阳的660亿倍,几乎是J2157*的二倍。
即便如此,被修正后的J2157*仍然令科学家非常震惊。因为和质量一起被修正的,还有它的吸积速度,也就是它吞噬物质的速度。
在两年前,科学家认为它每天能吞噬半个太阳质量的物质。如今修正之后,这个数字翻了一番。也就是说,平均每天都有“一个太阳”被它吞噬。我们知道,太阳的质量大约是2000亿亿亿吨。可以想象,J2157*的成长速度多么惊人。实际上,它也确实是目前发现的成长最快的黑洞。
除了修正质量和吸积速度之外,天文学家们还修正了它的距离,将这个数字增加了几千万光年。虽然这几千万光年和它100多亿光年的基数相比算不了什么,但仍然足以引起天文学家们深深的疑惑。
实际上,像J2157*、Ton 618这样的超大质量黑洞的形成,原本就是一个未解之谜,天文学家至今也不理解它们是如何形成的。尤其是J2157*的出现,更是让天文学家们大惑不解。因为它位于100多亿光年以外,这证明它在宇宙大爆炸后不久就已经出现了。可是,在它形成的时代,宇宙的年龄只有今天的10%左右,整个宇宙都没有多少天体,为何它会一枝独秀,成长到如此巨大呢?
形象地比喻一下:世界上胖子多得是,超过400斤的也有,但是如果你发现有一个幼儿园里的小孩竟然长到400斤,你肯定认为这是不可能的。J2157*就是这样的,在还处于幼年期的宇宙,竟然拥有着如此巨大的质量,实在令人匪夷所思。
(图片说明:天文学家在两个波段下拍摄到的J2157*图像)
Onken指出:“在所有我们已经测量过的形成于宇宙早期的黑洞中,它是最为巨大的一个。”
而且,随着我们观测得越来越深入,天文学家们也越来越惊讶:这样存在于类星体中的超大质量黑洞,在宇宙的早期可能已经普遍存在了!
想一想,你在一个幼儿园里,看见了许多几百斤的胖子……
毫无疑问,这对于我们现在的理论是一个巨大的挑战。不论是哪一个已知的理论,都无法支持如此巨大的黑洞形成得如此迅速。尤其是这种上百亿倍太阳质量的黑洞,更是需要极其漫长的岁月。
更重要的是,这些黑洞的“种子”在哪里呢?在它们成长之前,它们是如此出生的呢?通过大质量恒星死亡后的坍缩?要知道,恒星的形成也是在宇宙大爆炸的几亿年以后才开始的。如果这些黑洞是这样形成的,那么留给它们成长的时间恐怕更要大打折扣。如果不是通过这种方式出生的,那么显然还有某种黑洞形成的机制还是我们并不了解的。
正因如此,Onken才说:“面对这样一个巨大的黑洞,我们其实还挺激动的,想知道它所在的星系能带给我们哪些新的发现。这个星系到底是早期宇宙中大量巨型星系中普通的一个,抑或这个黑洞一枝独秀、有幸吞噬了周围的大量物质呢?这一切答案都有待于我们继续的研究。”
超大质量黑洞是目前天文学上的一大谜题,而早期宇宙的超大质量黑洞,更是人类了解宇宙演化过程的一块缺失的碎片。只要没找到这些问题的答案,宇宙拼图就不会完整。
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