你每晚抬头看的亮闪闪银河,其实是个藏了上亿恒星尸体的巨大墓地。我们天天生活在一堆“恒星鬼魂”中间,自己却完全没感觉。最近美国科研团队模拟了银河系136亿年的演化,算出这里居然藏着1.7亿个黑洞,细思极恐有没有。
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这些黑洞全都是大质量恒星死亡后留下的残骸。一代又一代恒星走完生老病死的轮回,留下的黑洞越攒越多,到今天就凑出了这个惊人的数字。领头做这项研究的,是美国Flatiron研究所的Tom Wagg团队。
他们用超级计算机从头推演了银河系整整136亿年的演化史,从第一批恒星诞生开始,一步步模拟恒星诞生、演化、死亡,还有黑洞的形成、运动和并合。最后得到的模拟银河系,和我们现在观测到的真实银河系几乎一模一样。他们数了数模拟结果里的黑洞,刚好就是1.7亿个。
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现在银河系里的恒星总数大概在1000亿到4000亿颗,算下来黑洞数量差不多是恒星的千分之一到万分之一。听起来占比不高,可每个黑洞都是一颗比太阳大好几倍的恒星死掉变的,1.7亿颗大质量恒星的残骸堆在一起,光想想就冲击力拉满。我们熟悉的银河系中心超大质量黑洞,是星系级的庞然大物,这1.7亿个黑洞大多是恒星级黑洞,质量一般是太阳的3到100倍,胜在数量多分布广。
天文学家还给这群隐形黑洞起了个名字,叫“银河系地下世界”。我们能看到的发光恒星是宇宙里的“活物”,这些藏在黑暗里的黑洞,就是恒星死后留下的“鬼魂”。直到现在,人类确认找到的恒星级黑洞才几十个,和1.7亿这个数字差了十万八千里。
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为啥会差这么多?说白了就是黑洞本身不发光,孤零零的黑洞咱们根本找不到。只有黑洞旁边跟着伴星,黑洞吸走伴星的气体时,气体在吸积盘摩擦发热会发出X射线,咱们才能借着这个信号发现它。要是黑洞是个单身汉,安安分分飘在太空不吸东西,那它就像完全隐形的幽灵,咱们压根探测不到。目前找到的那几十个,全都是带伴星还在活跃吸积的黑洞,绝大多数安静的黑洞,我们根本看不见。
这些隐形黑洞遍布银河系各个角落,有的在银盘里跟着恒星一起转,有的飘在银河系外围的银晕里,还有不少流浪黑洞满银河系乱跑。恒星死亡爆炸成黑洞的时候,超新星爆发会给黑洞一脚,很多黑洞都被这一脚踹到了银晕里,所以它们分布比恒星散得多,范围也广得多。
不少朋友看到这里肯定慌了,这么多黑洞飘着,会不会哪天飘到太阳系附近把我们吞了。其实完全没必要担心,这个概率比你连续中十次彩票头奖还低。银河系直径十万光年,厚度也有几千光年,这么大的空间摊开1.7亿个黑洞,平均几千立方光年才有一个,两个黑洞之间隔着好几光年。
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咱们太阳系本来就在银河系边缘,周围恒星密度都很低,黑洞密度就更低了,真轮不到咱们撞这种“大运”。那找这么多看不见的黑洞有啥用,难不成就是天文学家搞个大新闻吸引眼球?其实用处可大了,这些黑洞就像银河系的活化石,能记录每一颗恒星的质量、速度、分布信息,帮我们搞懂银河系是怎么一步步变成今天这样的。
它们还能帮我们研究黑洞的形成机制,弄清楚超新星爆炸到底是怎么回事,解开黑洞并合的诸多谜题。连找暗物质都能用上它们,暗物质的引力会影响黑洞的运动,我们只要摸清楚黑洞的分布和运动规律,反过来就能推出暗物质的大致分布。
现在我们有了引力波探测技术,以前只能靠电磁波找黑洞,现在还能捕捉两个黑洞并合时后发出的引力波信号。以后引力波探测器越来越灵敏,就能发现越来越多的黑洞,验证1.7亿这个预测到底准不准。不知道你有没有听过那个浪漫的说法,我们身体里除了氢和氦,每一个原子都是恒星在内部锻造出来的,都是恒星死亡爆炸的时候抛出来的。
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说白了我们都是星尘,都是死去恒星的后代。说出来你可能不信,从某种意义上来说,我们和这些黑洞还是亲戚,都是同一批恒星的后代。恒星死了之后,一部分变成了黑洞沉在黑暗里,一部分化成了构成我们、地球、太阳系的物质。这么想想,这件事居然还挺有意思的。
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整个银河系就是一个巨大的墓地,埋葬着1.7亿颗恒星的尸体。我们就生活在这个墓地里面,靠着这些死去恒星留下来的遗产活着。以后晚上再出门抬头看星星,你可以想想,那些亮晶晶的恒星缝隙里,藏着1.7亿个看不见的黑洞,正默默在黑暗里看着整个宇宙。原本熟悉的夜空,是不是瞬间就变得更神秘了。
参考资料:新华网 银河系或存1.7亿个恒星级黑洞
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