超大質量黑洞是怎麼形成的?

2021-01-20 浩瀚宇宙

銀河系核心的超大質量黑洞是怎麼形成的?這個問題可以擴展為"包括銀河系在內的星系核心的超大質量黑洞是怎麼形成的?"。這是一個天文學家一直在努力研究的問題,到目前為止並沒有一個統一確定的答案,有的只是一些較為合理的猜測。


在宇宙中,有大量的網友熟知的恆星級黑洞。它們一般質量較小,為十幾到幾十個太陽質量,由質量較大的恆星演化到晚期,伴隨超新星爆炸產生。在爆炸時,把外殼的氣體拋掉,剩下恆星的核心塌縮成為黑洞。這些恆星級黑洞在星系的內部有許多。但與恆星級黑洞不同,在幾乎所有的大質量星系中心還存在一個超大質量黑洞。之所以說是「超大質量」,因為它們的質量要遠超恆星級黑洞,差了好多個量級。質量較小的那些也是太陽質量的幾百萬倍,特別大的甚至可以達到十億乃至百億太陽質量。它們要比一些小星系的整體質量還要大。


關於超大質量黑洞的最初起源,也就是「種子黑洞」並不是很確定。目前有理論指出,在宇宙形成的早期,大質量的團塊氣體可以直接塌縮成為黑洞,而不經過塌縮成為恆星再經歷恆星死亡塌縮成為黑洞這一過程。氣體能夠直接塌縮成為星系中心的種子黑洞,但請注意此時黑洞並不是特別大,或許僅為千個太陽質量。在其周圍的氣體塌縮成為星系中的恆星,星系中的恆星和星系中心黑洞在誕生星系的星雲中一起誕生,此時星系也較小,遠小於我們現在觀測到星系,或許現在可以稱之為「小星系」,在此之後就開始星系中心黑洞和星系的共同演化的歷程。


星系中心黑洞經歷對星系中氣體的吸積吞噬使得質量快速增長,但更重要的是在小星系一系列的碰撞合併最終成長為「大星系」的過程中,這些小星系的中心黑洞也在碰撞合併最終成長為今天我們觀測到的星系核心超大質量黑洞。相較而言這個過程更為有效,對星系核心超大質量黑洞的最終形成功不可沒。

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  • 數百萬倍太陽質量的超大質量黑洞是怎麼形成的?
    而銀心最中心就有一顆超大質量黑洞,以及無數的恆星在其周圍,這顆超大質量黑洞有400萬個太陽質量,是維繫銀河系運轉的中心。大家都知道,黑洞是大質量恆星晚年時的產物,但是恆星質量再大,也不會達到60億倍太陽質量,目前發現的無數顆恆星中,質量最大的是R136a1,質量為261倍太陽質量,它產生的黑洞質量最高也不超過這個值了,那麼這種超大質量黑洞是怎麼來的呢?經過科學研究分析,超大質量黑洞來源有幾種,最普遍的原因是宇宙之初形成的。
  • 超大質量黑洞是怎麼形成的?人類好像有線索了!
    但是黑洞有大有小,那些超大質量黑洞到底是怎麼形成的呢?雖然我們了解恆星質量黑洞背後的過程,以及它們是如何從恆星的引力坍縮中形成的過程。但是星系中心驚人的龐然大物呢?那些超大質量黑洞(SMBH)可以增長到比太陽大數十億倍的質量呢?他們是怎麼變得這麼大的呢?
  • 超大質量黑洞怎麼形成的?日本天文學家稱其來自於超大質量恆星
    而超大質量黑洞(又稱巨型黑洞)是宇宙中質量和體積最大的單一天體類型,比如在我們銀河系中心位置,就有一個相當於太陽的431萬倍質量的超大質量黑洞,而在銀河系的鄰居仙女座星系的中心,有一顆大約1億倍太陽質量的黑洞,去年公布的首張黑洞照片的m87中心黑洞,質量更是達到了太陽的56億倍,不過它還並不是最大質量的黑洞,已知質量最大的黑洞為Ton618,相當於太陽質量的660億倍。
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    而超大質量黑洞(又稱巨型黑洞)是宇宙中質量和體積最大的單一天體類型,比如在我們銀河系中心位置,就有一個相當於太陽的431萬倍質量的超大質量黑洞,而在銀河系的鄰居仙女座星系的中心,有一顆大約1億倍太陽質量的黑洞,去年公布的首張黑洞照片的m87中心黑洞,質量更是達到了太陽的56億倍,不過它還並不是最大質量的黑洞,已知質量最大的黑洞為Ton618,相當於太陽質量的660億倍。
  • 星系中心的超大質量黑洞到底是如何形成的?
    400萬個太陽質量、M87星系中心65億個太陽質量的黑洞怎麼來的?宇宙早期原料很豐富,我們來看下早期形成的超大質量恆星我們知道超新星爆發時,要麼留下中子星、要麼就是黑洞,但是留下的只是一個質量為太陽質量幾倍、幾十倍的黑洞。你應該沒聽說過一個超新星爆發後留下一個幾百萬、甚至幾十億個太陽質量的黑洞吧!那這個原始恆星應該大到無法想像。
  • 超大質量黑洞是如何形成的
    約翰.懷茲,喬治理工學院的天文學家,同時他也是《自然天文學》研究的合著者,他認為這項研究的出現是這個領域向前發展的重要一步,因為吉田和他的合作者是第一個模擬出早期氣體運動對黑洞造成的影響。但是約翰教授說這個模擬並不影響他自己的理論。他說「我認為有足夠多的理論可以解釋超大質量的黑洞的形成,這只是其中一種方法而已,並且我認為它完全是有可能的。」
  • 揭秘超大質量黑洞快速形成:無吸積盤限制
    研究人員稱,宇宙形成之初,黑洞的增長速度令人難以置信。這或許有助於解釋為什麼在宇宙早期就出現了超大質量黑洞。黑洞因其超高密度而擁有巨大的引力,即便是光也無法從中逃脫。對於黑洞的形成普遍認為是由於大質量恆星在演化末期發生了劇烈的超新星爆炸,爆炸將其核心擠壓成一個密集極高的星體——這就是黑洞。
  • 天文學家發現早期宇宙直接形成超大質量黑洞的證據
    現在,加拿大安大略西部大學的科學家發現了某些黑洞並非起源於恆星殘餘的證據。這一發現能夠解釋宇宙最早期階段出現的極端大質量黑洞。西部大學的物理學與天文學教授沙塔努·巴蘇表示:「這是一個間接觀測證據,證明某些黑洞由恆星塌陷直接形成,而不是恆星殘餘。」對於超大質量黑洞,科學家一直很難給出一個令人滿意的解釋。這些引力怪獸據信潛伏在每個大星系的中央,例如我們的銀河系。
  • 超大質量黑洞附近居然有行星,它們是如何形成的?
    但經過天文學家們長期的研究和觀測,可以確定的是黑洞能夠憑藉著其超強的吸引力將任何靠近它的物質都吞噬掉,說它是宇宙中引力最強的天體也不為過。然而前段時間國外研究指出,有天文團隊在一個黑洞附近發現了行星的存在,而且行星的數量還不少,這是怎麼回事呢?按照人類對黑洞的現有認知,這些行星是不可能穩定地出現在黑洞附近,因為黑洞會將它們吞噬掉。這種奇特的現象引起了不少科學家的關注。
  • 探索宇宙星系中心超大質量黑洞形成起源(圖)
    【科技訊】8月14日消息,從地球角度可觀測到超大質量黑洞位於多數大型星系中心區域,天文學家認為一個超大質量黑洞就位於銀河系中心。超大質量黑洞的質量可達到太陽的數十億倍,伴隨著它們的成長(類星體階段),其亮度會使所在的整個星系相形見絀。然而對於它們的形成原因仍是一個謎團,目前科學家最新研究認為與較小星系碰撞或將解釋超大質量黑洞的形成。
  • 宇宙中超大質量黑洞的形成,是否與周圍的星際氣體和恆星有關?
    也就是說,黑洞的半徑越大,意味著自身的密度越小,就連視界附近的潮汐力作用都會減弱。一直以來,儘管科學家們已經對恆星質量黑洞的形成過程有所了解,但依然很疑惑為什麼宇宙中會有這麼多的超大質量黑洞。因為,即便大型恆星坍塌之後能夠形成質量也相對更大的黑洞,但為什麼每個星系中心的都有,怎麼可能有這麼多剛剛好的巧合呢?
  • 黑洞是怎麼形成的?
    今天我們共同說一個話題——黑洞是怎麼形成的?摘要:天體物理學家已經找到了直接形成黑洞的證據,這些黑洞不需要從恆星殘餘中出現。以這種方式形成的早期宇宙中的黑洞,可以為科學家提供在宇宙歷史的早期階段存在極大質量黑洞的形成原因!
  • 第一個超大質量黑洞形成時是什麼樣子的?
    因此,這些重力形成和生長的團塊需要比今天形成恆星的團塊大得多,這對形成什麼樣的恆星有影響。而今天,我們形成的恆星質量大約是太陽質量的40%,第一批恆星的平均質量大約是太陽質量的25倍。因為你需要冷卻才能坍縮,只有在早期形成的最大,最大的團塊才會形成恆星。「第一顆恆星」的平均質量可能是太陽的10倍,許多單個恆星的質量可能達到太陽的數百倍甚至1000倍。
  • 黑洞裡面是什麼?宇宙中最大的黑洞超大質量形成之謎
    黑洞所有的質量都處於其中心一個無窮的小點上,我們叫它「奇點」。宇宙黑洞裡面是什麼  黑洞大多是宇宙裡面的恆星壽終正寢的地方,如果要比喻的話,黑洞是一個墳場也是一個垃圾回收站。所以在黑洞裡面是什麼,簡單的理解來說是宇宙剩餘的能量或被黑洞吞噬的天體,比如:被壓縮的光,被擠壓的星球。
  • 超大質量黑洞:宇宙的締造者?
    超大質量黑洞驅動著類星體,它們會產生以極高的速度運動的物質噴流,正是這些噴流觸發了星系的形成。如果這個想法是正確的,它就將會顛覆已有的星系形成理論。它也會驚人地對改變我們自己的起源。如果沒有超大質量黑洞產生的噴流催生出銀河系,也許人類就不會出現在這個宇宙中。
  • 超大質量黑洞:星系的締造者?
    如此驚人的能量輸出卻來自一個非常小的區域,這只能用位於星系核心的超大質量黑洞來解釋。在黑洞的引力作用下,周圍的氣體和塵埃會作螺旋運動並且形成一個盤,同時它們還會被加熱釋放出巨量的輻射。超大質量黑洞射出的噴流導致星系形成的概念圖。圖片來源:ESO/L. Calçada。
  • 藉助超級計算機模擬,日本發現超大質量黑洞形成新線索
    超大質量黑洞的起源目前仍存在很多難以解釋的謎題。而據日本國立天文臺網站近日消息稱,科學家藉助超級計算機的模擬,首次在重元素氣體雲中發現了超大質量黑洞的「前身」,在這一理論中,超大質量黑洞的「前身」不僅吞噬了星際氣體,而且還吞噬了較小的恆星。
  • 大爆炸後不久,超大質量黑洞是如何形成並釋放出強大的噴流的?
    然而,仍有一些事情仍然是不受討論的,比如當帶有超大質量黑洞(SMBHs)和大質量噴流的星系首次出現時。根據國際高等研究學院(SISSA)和來自日本和臺灣的天文學家團隊最近的研究,提供了關於超大質量黑洞是如何在大爆炸後8億年開始形成,以及在不到20億年後開始形成相對論噴流的新見解。該案例表明宇宙中巨大物體的形成比我們想像的要早。
  • 黑洞周圍的生機,距離超大質量黑洞10光年處,或有數萬行星形成
    比如銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*,也在持續不斷地吞噬著周圍的恆星。科學家們指出:和這些恆星一同被吞噬的,還有它們的行星,以及一些不屬於任何恆星的流浪行星。Keiichi Wada等人相信,除了這些被吞噬的行星之外,黑洞周圍還有一種我們意想不到的行星,那就是黑洞行星。我們知道,物質在向黑洞下落的過程中,會在黑洞周圍形成一個巨大的吸積盤。
  • 要了解超大質量黑洞如何誕生?先找到最小的超大質量黑洞研究吧
    我們對超大質量黑洞似乎耳熟能詳,但它們的形成機制至今仍是宇宙學一大謎團。天文學家最近鎖定一個距離地球約 1,100 萬光年的模糊星系,其中心超大質量黑洞與同類一比相對青澀,或許有機會幫助天文學家解開超大質量黑洞的原貌。