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天文學家新發現:質素相當於100萬個太陽的超大黑洞或在蘇醒!

2024-08-30科學

導語

近幾十年來,科學家們發現黑洞幾乎都位於銀河系中心,研究人員透過觀察這些黑洞並對它們進行測量的方式,發現這顆黑洞擁有與太陽質素相當的質素,幾乎質素已經相當驚人的向1百萬顆太陽發展。

科學家在日前得出結論認為,處女座星系SDSS1335+0728中心的這顆超大黑洞可能正在被喚醒的過程之中。

它距離地球約有3000多萬光年,也正是科學家們得以觀測到它的原因所在,而這顆黑洞的質素相當於100多顆太陽。

雖然黑洞在我們看來是隱匿不見的,但是這並不妨礙科學家們透過它的重力影響力觀察並記錄到它相對於周圍天體的運動狀況。

科學家們透過這一儀器,最終發現這顆黑洞一度處於休眠狀態,而它所處的星系處女座也是一個中等尺寸的星系。

在長達數十年的時間裏,黑洞逐漸變得溫和,一切似乎都恢復了平靜。

但是,數十年後的今天,科學家們再次觀察到,這顆黑洞似乎正在變得異常活躍,而它的活躍程度已經大大超出了正常標準,那麽黑洞為何會沈睡數十載後又蘇醒。

黑洞的休眠和蘇醒。

人們對黑洞有著各種各樣的想象和聯想,但是科學家們認為黑洞並不是吸收物質的怪獸,而是宇宙中極端重力的產物。

黑洞和其他天體不同,它並不會透過自身光芒照亮周圍環境,所以無論哪怕我們將太陽換成黑洞的話,它也不會成為黎明的曙光。

但是我們卻可以透過它的重力將其所在的位置暴露了出來。

黑洞的存在幾乎是透過暗物質的影響和對周圍天體的重力來推斷的,因為黑洞本身是不會發光的,也不會吸收光子,所以即使你距離黑洞非常近,你也看不見它。

只有當黑洞附近有物質進入時,這個時候黑洞才會釋放巨大的能量,也就是我們口中所說的活躍狀態。

那麽相對的,黑洞在沒有其他物質進入時就處於休眠狀態。

所以,當天文學家們觀察到這顆黑洞正在有物質進入的時候,就可以得出它正在恢復活力。

很多人對這一現象大為詫異,按照一般認知,黑洞的存在是有害無益的,因為它會不斷耗費周圍的物質,直到沒有了任何物質為止。

那麽為什麽黑洞還會處於休眠狀態,不活躍呢?

這其實要從物質的結構說起,物質的重力會讓它們向中心聚集,當物質達到極致時,它所產生的重力也會使其恢復到一個平衡的狀態。

也就是說,一個黑洞如果處於一個相對平衡的狀態,那麽它就不會有能量釋放出,因為這個黑洞已經處於平衡狀態,這會使得它的活動減緩甚至停止。

但是當新的物質進入黑洞時,就會打破原本的平衡,這個時候黑洞的表面積也會發生變化,由此,黑洞就會消耗掉更多的物質。

這也就導致黑洞在一個很長的時間尺度上出現了周期性的活躍狀態,周期性的休眠狀態就是它的活躍狀態,而活躍狀態和休眠狀態的期間差距了很多,所以這也是科學家們能夠看到它的休眠周期的一個原因。

而上文中所提到的在處女座星系中心的那顆SDSS1335+0728黑洞,科學家們分析認為這顆黑洞在短短時間內從休眠狀態變為活躍狀態的推測出了兩個可能的原因。

一是巨大的恒星距離黑洞太近,這個時候這顆恒星就無可避免的被黑洞吞噬到,直到恒星被黑洞完全吞噬為止,而黑洞一旦吞噬掉恒星,它的表面積就會相應的增大,這個時候黑洞也會從一個平衡的狀態變成一個處於活躍狀態。

而另一個可能就是黑洞出現了周期性的蘇醒狀態,這就意味著黑洞會經過若幹年的時間進入活躍狀態,然後再度進入休眠狀態,它會一直這樣周期性的變化下去。

不過這一情況卻相對較為罕見,因為黑洞的周年進展時間實在過於龐大,所以科學家們很難有機會觀察到這一現象。

處女星系中心黑洞的活躍狀態中卻沒有發出射電訊號。

處女座星系中心的這顆黑洞正在變得非常活躍,但是令科學家們十分詫異的是,這個黑洞盡管表現異常卻很均勻,並沒有發出射電訊號。

它的活躍程度甚至要遠遠超出了閃爍星際空間都發光的那顆黑洞的標準。

而這是科學家們第一次在恒星密集區域觀察到這樣的黑洞,傳統上來說,處於恒星密集區的黑洞一旦變得活躍的話,那麽它周圍的區域就會變得異常明亮,這也是科學家們沒有想到之前會在這裏發現這樣的黑洞的原因。

所以,它可以說是不辦張燈結婚宴,但卻要在黑漆漆的夜裏擺酒席的狀態。

而這一觀測到的黑洞一度活躍的瞬間就顯示了相當於它的蒙吉A超大黑洞的潮汐瓦解事件。

而這是科學家們第一次在處女座中心看到這樣的情況,它的如此變化讓人們對這些巨大黑洞有了一個新的理解。

因為黑洞出現如此復雜的現象,它是相對周圍環境來說的一個極端數值,所以它可能會給科學家們揭開一個新的天體演化的奧秘。

科學家們對這顆處女座中心的超級黑洞之所以活躍卻沒有發出射電訊號可能的原因也進行了一番探究。

他們懷疑這個黑洞可能有兩個噴流區域,而這兩個噴流區域的方向也正好是星系平面,因此透過這樣子的一個猜測,從而推測出來這個黑洞的活躍程度同樣也會受到限制。

因為這兩個噴流區域正好對著星系平面,所以這樣一來它們會對噴射出去的物質產生一個封鎖的效果,因為它會將周圍的物質阻擋住使其無法到達噴流的區域,而這就意味著黑洞周圍的物質就會變得更加稀薄,黑洞因此也會變得更加難以吞噬物質。

而科學家們的推測就得到了驗證,因為這個黑洞的活躍狀態明顯要遠小於其他類似大小的黑洞。

他們甚至在觀察到SDSS1335+0728黑洞非常活躍但是並沒有發出射電訊號的時候,還懷疑這個黑洞可能已經發出了射電訊號並在向我們不斷靠近。

但是這個時候的射電訊號已經被星系夾具和夾具的塵埃結合起來擋在了前面,因此射電訊號將無法到達地球,這個射電訊號也只能停留在處於黑洞中心區域攝動的光年級別的星系空間範圍內。

科學家們第一次觀測到超大黑洞處於活躍狀態。

這顆SDSS1335+0728黑洞的存在也讓科學家們對現有的黑洞演化理論產生了一些質疑。

傳統上來說,黑洞是會不斷耗費周圍物質並活躍起來,直到沒有了周圍的物質為止。

但是SDSS1335+0728黑洞卻將這一思想大大的打破了。

因為無論是它周圍的物質還是黑洞本身,都不可能像科學家們所推測的那樣清除掉,盡管有些理論認為,黑洞可以透過它的噴流物質的推力將自身的部份物質推出範圍,由此來減小自身的質素。

但黑洞的重力還是無法阻擋它的力量,反而它反中心的物質進去的速率要大於推出去的速率,所以這樣一來黑洞的質素還是會增長下去。

而且像SDSS1335+0728黑洞一樣,它的異常卻並不是只一次,那麽它的活躍不會只有這次,它會多次的向我們講述它的故事,那麽在它這些次數中,它吞噬的物質也會越來越多,也越來越難以將這些物質推出範圍。

而且在黑洞活躍的瞬間,它所釋放出的能量也許會對整個星系產生影響,而且光子也無法逃脫它的重力甚至連黑洞邊際也不行,所以它的能量也都會被鎖死在黑洞的中心,這也意味著它的質素也在快速增加。

那麽SDSS1335+0728黑洞究竟是怎麽回事呢?

科學家們猜測可能是它自身在發生狀態的轉換,正是因為它沈睡了很久,才使得它的反中心的物質越來越多,而黑洞吞噬的物質越來越少。

那麽SDSS1335+0728黑洞的活躍的光子空間也越來越少,只有當它的活躍僅剩下中心一小部份的時候,它才能夠透過光子將自身的狀態展現出來。

所以,正是因為SDSS1335+0728黑洞的活躍空間越來越少,才使得它的活躍度看上去變得越來越強,而說不定它每隔一段很長的時間它就會重新進入一個相對靜止的狀態,這就是它的周期性狀態轉換。

而這一研究的結果也讓科學家們相信或許宇宙中會存在很多類似於SDSS1335+0728黑洞這樣的奇特現象。

結語

地球上的科學家們對宇宙所知道的僅僅還只是冰山一角,很多現象我們僅僅也只是剛剛開始觀察到,還沒有整體的準確了解。

這次他們在觀察到處女座星系SDSS1335+0728黑洞外加上它又讓科學家們找到了一個新的研究方向,並讓他們更加迅速的弄清楚宇宙的演化過程。

之所以它會變得如此活躍的原因還有待科學家們的後續觀測研究,而它的存在也一定會讓我們對宇宙有著更加深刻的理解。