在我们太阳系中,无论是质量还是体积,太阳都是当之无愧的“老大”,不过与宇宙中那些庞然大物相比,太阳却又显得非常渺小。这些庞然大物并不是“虚胖”的红超巨星,而是宇宙中真正的“王者”——超大质量黑洞。
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实际上,在银河系中心就有这样一个黑洞,根据已知观测数据的估算,其质量约为太阳的430万倍,“事件视界”的半径大约有2000万公里之多。
然而与已知宇宙最大黑洞——“凤凰座A”(Phoenix A)相比,即使是银河系中心的那个黑洞,也算不了什么。
“凤凰座A”最初发现于2010年,当时科学家通过钱德拉X射线望远镜(CXO)发现,在距离我们大约58.6亿光年的“凤凰星系团”(Phoenix Cluster)的中心区域,存在着大量的高温气体,而在这些气体之中又存在着巨大的空腔结构。
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为什么会存在这种空腔结构呢?一个最合理的解释就是,那里的气体被一股极为强大的能量“推”开了,而这种能量最有可能的来源就是:一个超大质量黑洞所释放出的“黑洞喷流”。
为了验证这个观点,科学家利用哈勃太空望远镜(HST)和甚大天线阵(VLA)对“凤凰星系团”进行了多波段的观测。
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观测结果显示,在射电波段上,可以看到从“凤凰星系团”的中心区域发出的双向喷流,正是这种喷流将高温气体“推”开,进而形成了泡状空腔,而在可见光波段附近,则可以看到在这些空腔结构的边缘,有大量冷气体沿着丝状结构聚集,形成了恒星正在诞生的区域。
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科学家认为,这些观测数据都清楚地指向了同一个结果,即:在“凤凰星系团”的中心区域,确实存在着一个非常活跃的超大质量黑洞。
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这个黑洞随后被命名为“凤凰座A”,在接下来的研究中,科学家根据观测数据建立起了理论模型,并据此估算出,“凤凰座A”的质量大约是太阳的1000亿倍,其“事件视界”的半径大约为2952.5亿公里。
这是什么概念呢?这样说吧,2952.5亿公里大约就是1974个天文单位,作为对比,太阳系中距离太阳最远的行星——海王星,它与太阳的平均距离约为30个天文单位,所以两者的比例大概是这样子的:
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(↑图片中心区域的那个小圈代表的是海王星的公转轨道)
据此我们可以清楚地看到,作为已知宇宙最大黑洞,“凤凰座A”实在是太大了,毫不夸张地讲,在它面前,太阳渺小得犹如一粒尘埃(无论是质量还是体积)。
那么,如此庞大的黑洞,到底是怎么形成的呢?对此,科学家也只能给出一些合理的推测。
其中一种认同度相对较高的观点认为,这种极为庞大的黑洞,可能是在宇宙早期星系刚形成的时候,由其中心区域极为庞大的气体团直接坍缩产生。
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该观点指出,当时的星系中心区域的气体密度极高,可能在短时间内形成上万倍太阳质量的超巨型恒星,而巨大的质量,则造成了这些恒星“寿命”极短。
在它们的“生命末期”,并不会经历常规的超新星爆发,而是会因自身重力直接塌缩成质量巨大的黑洞,然后这些黑洞会以极快的速度大量吞噬周围的物质,同时相互合并,最终形成了现在我们所看到的这种庞然大物。
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除此之外,还有一些其他的观点,例如有观点认为,超大质量黑洞可能是“宇宙大爆炸”刚发生时由密度涨落所形成的超巨型“原初黑洞”,也有观点认为,超大质量黑洞的形成,可能与早期宇宙中的暗物质聚集有关。
不过这些都只能说是推测,就目前的情况来看,关于超大质量黑洞的形成原理,暂时还没有确定的答案。
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