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12個超大質量黑洞正在銀河系周邊遊弋,盤算著怎樣把我們一口吞下

M87星系的暈。ESO

大約有12個本該位於各種星系中心的超大質量黑洞,正在銀河系周圍遊弋,似乎盤算著應該怎樣把我們一口吞下。

這是最近天文學家根據計算機模擬得出的一個推論:宇宙中可能存在著大量流浪的超大質量黑洞,我們看不見它們,而飢餓的它們卻正在黑暗中期待著與我們不期而遇。

超大質量黑洞通常位於星系的中心。這些黑洞並非善類,它們的質量動輒以百萬、百億甚至千億個太陽質量計。人類目前發現的質量最大的超大質量黑洞質量相當於1040億個太陽。

超大質量黑洞的形成仍是個謎。但是據信與早期宇宙在暗物質支配下發生的質量坍縮有關。它們如同宇宙結構中的節點,將各種氣體塵埃、恆星行星連線在一起。物質一旦靠近黑洞就會沿著它的赤道形成一個扁平的圓盤狀結構——吸積盤,環繞其執行。吸積盤中的物質以越來越快的速度墜向黑洞,並在此過程中釋放出大量的能量。吸積盤中的一部分物質最終墜入黑洞,一部分則會沿著黑洞的兩極產生極為強大的宇宙輻射:這就是為什麼那些進食的黑洞會顯得十分明亮的原因。

雖然超大質量黑洞是星系中心的原住民,但是它們的宿主星系卻並不保證一直能夠將它們鎖定在那裡。宇宙中的許多星系會透過引力互相影響,形成所謂的星系群或星系團。而一旦兩個星系靠得過近,它們就會發生衝突。有一些星系在此過程中會融合在一起。而無論星系衝突的最終結局如何,星系中心的超大質量黑洞都有一定的機率被甩出它原來的住所,成為流浪者。

一些英國科學家最近將所有與黑洞行為有關的已知因素和規律輸入了電腦,模擬了它們在幾十億年間的演化過程,並將結果發表在了《英國皇家天文學會月刊》上。

天文學家透過模擬發現,從大約137億年前開始,早期宇宙星系間的頻繁衝突過程,在大約20億年間產生的流浪超大質量黑洞數量,甚至比仍然呆在星系中心的超大質量黑洞數量還要多。

雖然在此後的漫長時間中,許多流浪的超大質量黑洞透過與星系中心的超大質量黑洞互相俘獲形成黑洞對,最終融合在了一起,但是時至今日,仍然有許多超大質量黑洞在流浪。

模擬結果顯示,眼下在宇宙中流浪的黑洞總質量佔宇宙黑洞總質量的10%。在一個質量相當於銀河系的星系周圍,平均有12個超大質量黑洞在遊弋。而在那些由星系構成的龐大星系團周圍,流浪的超大質量黑洞數量可以上千。

這些超大質量黑洞通常位於星系的暈中,距離星系中心十分遙遠。研究人員眼下正試圖確認這些大傢伙是否會留下某種蹤跡,以便我們能夠“看”到它。

距離地球約65億光年的COSMOS-Gr30星系群。ESO

參考

Origins and demographics of wandering black holes

https://academic。oup。com/mnras/article-abstract/503/4/6098/6189716