一个超大质量黑洞的吸积盘。
美国宇航局戈达德太空飞行中心/杰里米·施尼特曼，cmglee
黑洞是宇宙中最猛烈的物体之一。它们是由大质量恒星的死亡创造的。当一颗恒星到达其生命的尽头时，它会在引力作用下坍缩，导致 超新星爆炸 。
这颗恒星的核心不断坍缩，变得越来越重，越来越密集，直到只剩下一个 奇点 ，一个无限密度的无限小点——一个黑洞。
黑洞有不同的类型，这取决于它们诞生的恒星。
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恒星黑洞（SBH） 诞生于大质量恒星的死亡。它们的质量范围从3到100个太阳质量，即太阳的质量（大约1.99×10 30 千克）。
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人们对中间黑洞（IMBHs ）知之甚少。它们的形成被认为是恒星 黑洞 合并的结果。它们的质量范围从100到1000个太阳质量。
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超大质量黑洞（SMBHs） 几乎存在于所有星系的中心。它们的质量从数百万到数十亿太阳质量不等。
让我们来探索宇宙中最大的七个黑洞，它们具有不同的特征。此列表基于它们的质量（以太阳质量计）。
请注意，所有质量都是近似值。
1. Phoenix A
质量： 1000亿太阳质量
位置： 凤凰集群
凤凰星系团是一个由数千个受引力束缚的星系组成的巨大星系。这使它成为我们已知的最大的星系团之一。
这个星系团的中心是凤凰A，即中央星系，它容纳 了活跃的星系核 （AGN）。超大质量黑洞为AGN提供动力，并在星系的形成和演化中起着至关重要的作用。
Phoenix A 中心的 SMBH 对 AGN 的活动至关重要。根据理论模型，SMBH的质量为1000亿太阳质量。这意味着它可能是已知最大的黑洞。
它的周长如此之大，以至于绕着它走一圈需要 71 天零 14 小时——如果你以光速旅行的话！
史 瓦西 事件视界的直径约为5905亿公里，足以让我们的整个太阳系相形见绌。史瓦西直径是围绕非旋转黑洞的理论边界，没有任何东西可以逃脱。
2. IC 1101
质量： 400亿至1000亿太阳质量
位置： 阿贝尔2029星系团
IC 1101是一个透镜星系。这些星系的形状介于螺旋星系和 椭圆 星系之间。它们具有类似于螺旋星系的圆盘结构，但没有旋臂。这些星系几乎没有持续的恒星形成。
IC 1101的中心是一个黑洞，估计质量在40到100个太阳质量之间。这些估计是基于各种理论模型和相关的观测结果，这就是为什么变化如此之大的原因。
黑洞的存在 是从对邻近气体的引力效应中推断出来的。
3. TON 618
质量： 407亿太阳质量
位置： 靠近 Canes Venatici 和 Coma Berenices 星座
TON 618星系。图片来源： 斯隆数字巡天、阿帕奇点天文台、天体物理研究联盟 。
类星体是AGN的一个子类。TON 618是一个超亮的类星体，即异常明亮。它们与理解星系的形成和演化有关。
TON 618的中心是一个407亿太阳质量的SMBH。SMBH的质量是根据类星体发射光谱的观测数据估计的，就像类星体的指纹一样。
它的亮度也是太阳的140万亿倍。 由于它的光度，它提供了关于SMBH及其吸积盘行为的关键信息，吸积盘是落入其中的气体和尘埃的旋转盘。
TON 618类星体 还含有大量的中性氢，这是宇宙中最丰富的元素。它是构建这些结构的基石。因此，科学家对此非常感兴趣。
4.S5 0014+81
质量： 400亿太阳质量
位置： Cepheus constellation附近
艺术家对拥有数十亿太阳质量的SMBH的印象。图片来源： NASA/JPL-Caltech 。
宿主星系是一个FSRQ（平谱射电类星体），一个具有极高光度的巨大椭圆星系。与 TON 618 一样，它的中心也有一个 AGN 和一个 SMBH。
由于其高光度，SMBH的质量是使用宿主星系的发射光谱来估计的。它有400亿太阳质量，相当于四个 大麦哲伦星云 （围绕银河系运行的最大和最高质量的卫星星系）。
SMBH的史瓦西直径为2400亿公里，是Phoenix A中SMBH的一半。
根据演化模型，宿主星系在大爆炸后约16亿年在早期宇宙中形成，并将再存活1.3 x 10 99 年！
5. 阿贝尔 1201 BCG
质量： 327亿太阳质量
位置： Abell 1201星系团
Abell 1201 BCG，或最亮的星系团，是星系团中靠近中心的最亮的星系。根据 2023 年的一项研究，该星系拥有 327 亿太阳质量的 SMBH。
由于其巨大的尺寸和引力影响，黑洞充当引力透镜，弯曲来自其后面更遥远星系的光路。
这种弯曲效果在背景星系图像的形状中产生了可见的失真，用于估计 SMBH的质量 。
暗物质分布也会影响引力透镜。因此，这个星系是研究暗物质性质的重要候选者。
6. NGC 4889系列
质量： 210亿太阳质量
位置： 北部彗发群
主星系（NGC 4889）位于彗发星系团北部，是一个超巨椭圆星系，拥有SMBH。根据理论模型，SMBH的质量在60亿到370亿太阳质量之间。最合适的估计是大约210亿太阳质量。
SMBH目前处于静止状态，不吸积物质和发射辐射。这使得测量其质量变得更加困难。然而，由于它的状态，了解 大质量黑洞 如何演变成活跃的类星体是很有趣的。
如此巨大的黑洞也影响着星系及其周围环境的动力学和演化。
7. 梅西耶 87
质量： 65亿太阳质量
位置： 处女座
The M87 SMBH.图片来源： EHT Collaboration 。
梅西耶87 或M87与NGC 4889一样，是位于室女座的超巨椭圆星系。它拥有有史以来唯一一个在其中心成像的 SMBH。
2019年，它的第一张图像是使用事件视界望远镜（EHT）收集的数据发布的。同样的数据也被用于估计其65亿太阳质量的质量。
银河系中心的SMBH是银河系中存在的AGN的主要组成部分。它被一个旋转的电离气体盘包围，垂直于 相对论性射流 ，在中心附近喷射出的狭窄等离子体流。
相对论喷流本身的直径超过5000光年。这是从地球到猎户座分子云复合体中心的距离，猎户座分子云复合体是附近的恒星形成区域。
M87的接近 和SMBH的清晰视野对于研究黑洞动力学和演化至关重要。此外，该星系具有AGN，因此研究星系演化很有趣。
银河系周围的星际介质被演化恒星的元素所丰富。根据观测数据，它的外部结构是由它与邻近星系的相互作用形成的。
理论极限
在这个列表中，你可能已经注意到的一件事是，除了凤凰A的SMBH之外，所有 黑洞 的质量都小于1000亿太阳质量，这是有原因的。
根据辐射效应，黑洞的质量有一个理论上限，它可以减缓吸积盘环境中黑洞的生长和恒星的形成，这也调节了黑洞的生长。
根据理论模型，根据宇宙的年龄和其中的物质数量，最大极限高达2700亿太阳质量。
这凸显了 黑洞形成 和演化的复杂动力学，以及在星系团等密集而复杂的环境中估计它们的质量是多么具有挑战性。
