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迄今最大恒星黑洞被發現,距離地球上千光年,我們被黑洞包圍了?

2024-04-26科學

黑洞雖不會發光,但重力場極其強大,是一種看不見,但卻摸得著的神秘天體,其內部世界究竟是怎樣的存在?至今仍困擾著無數的物理學家。如果人類有能力進行星際航行,那必然要想辦法避免與這種天體相遇,因為一旦被其重力場所捕獲,想逃脫就不是一件易事了。

2024年4月,歐洲空間局在蓋亞探測器獲得的數據中又發現了一個黑洞黑「Bp」,後經過歐洲南方天文台甚大望遠鏡等天文裝置的驗證,證實這確實是一個黑洞,距離地球1926光年,品質是太陽的33倍。

一般而言,黑洞按照品質可以分為恒星級品質黑洞、中等品質黑洞和超大品質黑洞。

此外,還有一種目前僅存在於理論上的品質極小的黑洞——量子黑洞,它們可能創生於宇宙大霹靂或粒子加速器對撞實驗,由於品質微乎其微,微型黑洞很快就會蒸發掉,目前尚未發現它們的蹤跡。

恒星級品質黑洞是大品質恒星演化到終結的產物,其品質理論範圍是太陽的5到100倍。中等品質黑洞的品質介於恒星級品質黑洞和超大品質黑洞之間,科學家在某些球狀星團中央區域發現了它的存在。超大品質黑洞的品質則在太陽的十萬倍到百億倍之間,一般存在於星系中心,比如銀河系中心就存在著一個品質是太陽400萬倍的超大品質黑洞「人馬座A」。

受限於觀測條件,人類發現的恒星級黑洞都位於銀河系內。資料顯示,此次歐空局發現的這個恒星級黑洞,是迄今人類發現的銀河系內品質最大的恒星級黑洞。此前,人類發現的品質最大的恒星級黑洞是「天鵝座X1」,它的品質是太陽的21倍,如今只能排第二。

品質較小的恒星在耗盡燃料後,通常會演化成白矮星;而品質更大的恒星可能會引發超新星爆炸,形成中子星或黑洞。太陽就屬於品質較小的恒星,因此不會變成黑洞,只會變成白矮星。

一般來說,當恒星的品質超過大約 30 倍太陽品質時,在其生命末期就很有可能會形成黑洞。當恒星耗盡核心的燃料後,無法再透過核融合來維持其結構和抵抗重力。在這種情況下,如果恒星的品質足夠大,其核心便會塌縮成一個極其密集的「點」,即黑洞。

根據科學家的推測,中等品質黑洞以及超大品質黑洞,可能是大量恒星級黑洞不斷合並以及不斷吞噬其他天體所形成的。

觀測數據表明,宇宙正在不斷加速膨脹,這意味著早期宇宙物質密度很高,那時形成大品質恒星的機率也更高一些。通常,恒星的品質越大,內部的核融合進行得就越猛烈,壽命也就越短。

現在宇宙中大部份恒星都是比太陽品質小的紅矮星,這類恒星壽命長,也不會變成黑洞。如果早期宇宙存在大量壽命較短的大品質恒星,這意味著宇宙中的恒星級黑洞數量可能非常龐大。

銀河系是一個十分古老的大型星系,可能誕生於宇宙早期,它的直徑大約為10萬至18萬光年。根據相關統計推測,目前銀河系中的恒星數量大約有1000億到4000億顆。而一些推測數據表明,銀河系中可能存在數百萬個甚至數十億個黑洞。

如果銀河系中真有這麽多黑洞,那是否意味著我們已經被黑洞包圍了?這倒不至於,因為宇宙實在太廣闊了,天體之間其實都相距甚遠。就拿太陽周圍的空間區域來說,恒星之間的平均距離也在幾光年到幾十光年之間,就算銀河系存在很多黑洞,也不會對我們形成包圍之勢。況且對於絕大多數星球來說,數光年的距離對於它們來說真的是非常遙遠。