為什麼許多星系中間都有一個巨大黑洞?

2021-01-15 時空通訊

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

不是許多,而是所有的星系中心都有一個黑洞。

而且這個黑洞與星系大小成正比,星系越大,黑洞越大。這是天文學界觀測證實了的一個規律。

我們銀河系中心黑洞質量約430萬個太陽,仙女座星系比銀河系大一倍,其中心黑洞質量約1億個太陽。

星系中心都有一個黑洞,與萬有引力定律和星系的形成過程有關,也與星系的演化過程有關。

我們知道,這個宇宙的一切天體,每個角落都受萬有引力約束,因此萬有引力定律是人類最偉大的發現之一,是人類發現最早的四種基本力的一種,而且300多年前就被發現,尤為可貴。

那個時候自詡幾千年文明的天朝還在把這些視為洋人的奇技淫巧,只有之乎者也才是正道。

因此說牛頓怎麼偉大都不過分,是他的發現,引領人類對大自然認識上升了一個層次。

萬有引力的定律很簡單,表達式為:F=GMm/r^2

這裡表明,引力F的大小,與引力相互作用物體之間的質量成正比,與它們之間距離平方成反比。G為引力常量,M和m為相互作用物體質量,r為它們質點之間的距離。

星系是一個巨大質量的天體結構,因此引力非常大。

星系的形成與恆星的形成大致差不多,都是由巨大的星雲收縮而成。

不過星系形成的時間比較早,研究認為在宇宙大爆炸後10億年左右,星系就在原始星雲中形成。

宇宙大爆炸冷卻後,膨脹出現了能量分布的微小漲落,形成了一些「溝溝坎坎」,在一些「溝」裡形成了巨大的星雲團,這些星雲團相互碰撞凝聚在一起,在引力作用下越聚越緊密,並且由於星雲團的碰撞和不均勻分布漸漸旋轉起來。

這些星雲團疏密不同,在比較密集的地方就漸漸形成了恆星。

而在星系的中心,由於引力作用,雲團非常密集,因此形成的恆星就更多更大。

這些原始恆星由於巨大,很快就完成了演化,發生了大爆炸形成黑洞,許多黑洞融合在一起,就形成了星系中心的黑洞。

這些星系中心黑洞在100多億年的漫長演化中,不斷吸取周圍物質,吞噬恆星,就變得越來越大,成為星系中心巨大的引力源。

天體結構每上一級,就有更大的黑洞。

銀河系中心黑洞約430萬個太陽質量,仙女座星系中心黑洞約1億個太陽質量。

我們銀河系和仙女座星系都是本星系群50餘個星系的一員。

仙女座星系是本星系群最大的星系,銀河系屈居老二。但本星系群又是本超星系團的一員,本超星系團由上百個星系團(群)組成,僅室女座星系團就包含2500餘個星系。

而室女座星系團處於超本星系團的中心,其中最大位於中心的星系叫M87星系,其中心有一個本超星系團最大黑洞叫M87黑洞。

這個黑洞,就是2019年4月10日科學家們宣布拍攝到第一張照片的黑洞,距離我們5500萬光年,這個黑洞質量是太陽的65億倍,是銀河系中心黑洞的1500多倍。

超本星系團上一級天體結構叫拉尼亞凱亞超星系團,在這之上還有更大的結構,一直到可觀測宇宙。

宇宙中最大黑洞質量不斷被打破。

宇宙中黑洞很多,據估計銀河系至少就有上億個。這些黑洞有大有小,一般恆星死亡後的黑洞最小在3倍太陽質量左右。

人們發現了許多巨型黑洞,這些黑洞有太陽成百上千億倍。

之前,人們認為距離我們104億光年的TON 618是最大的一顆黑洞,其質量為太陽的660億倍。

現在這個記錄已經被芬蘭科學家的發現打破,一顆名為SDSS J140821.67+025733.2的黑洞質量達到太陽的1960億倍,位於距離我們35億光年的OJ287類星體的中心。

這個黑洞相當於一個中型星系的質量!其史瓦西半徑達到5880億公裡,圍繞著這個黑洞轉一圈,每秒鐘30萬公裡速度的光都需要走近5個月時間!

類星體是一種非常明亮的天體,其物質持續螺旋狀進入位於中心的大型黑洞,並釋放出巨大的能量輻射。

我們可不可以認為,實際上類星體就是一個巨大黑洞的吸積盤,而這個吸積盤就是一個過去的星系,現在全部成為黑洞吞噬或者等待吞噬的物質了呢?

銀河系未來隨著中心黑洞越來越大,會不會變成一個類星體呢?

即便會,也在很多很多年以後,好像與人類沒什麼關係了。

就是這樣,歡迎討論,感謝閱讀。

時空通訊原創版權,侵權抄襲是不道德的行為,敬請理解支持。

相關焦點

  • 為什麼銀河的中心是一個巨大的黑洞?
    這之間有很大的不同。黑洞不是星系必須的部分。這是偶然的。如果你移除黑洞,星系不會有反應。有些星系的中心就沒有黑洞。至於它為什麼在那裡,這是一個許多天體物理學家想回答的問題,因為我們還不知道。是在已經存在的黑洞周圍形成星系,還是在已經存在的星系中心形成黑洞?
  • 難道宇宙真是由黑洞創造的?科學家發現一顆巨大黑洞正在創建星系
    很多人都在問,宇宙大爆炸時那個無限小的奇點是哪裡來的?對於這個問題,科學家們一直無法給出有實證的答案。然而,最近,科學家們卻親眼目睹了一個令人驚喜的天文事件:一個黑洞居然正在遠程創造星系!
  • 為什麼有些星系如此小,但卻有著超巨大的黑洞?
    宇宙中幾乎每個星系中心都有一個黑洞,包括我們的銀河系,事件視界望遠鏡拍攝了一張室女座星系內部的照片,距離為5500萬光年。星系中心黑洞的質量和星系宿主本身性質之間有一種非常特殊的關係。例如,星系越大,黑洞越大。但在這一普遍趨勢中也有一些奇怪的例外,研究這些奇怪現象的天文學家,可能揭示出黑洞和星系演化之間的關鍵聯繫。
  • 絕大多數大型星系都有一個黑洞作為核心?
    孤獨的黑洞絕大多數大型星系,包括我們的銀河系在內,都有一個黑洞作為核心。這個黑洞密度極大,質量是太陽的幾億倍。儘管黑洞自身無法被探測到,但是它們所吞噬的物質在渦流中摩擦、發熱,產生大量的輻射,可以被人類的射電望遠鏡捕捉到。那些在黑洞附近因被吞噬而產生強大輻射的星體被稱為類星體,其光芒四射,即使是最亮的星系也為之相形見絀。
  • 超級黑洞或可創造出一個全新的宇宙?科學家看見黑洞正在創建星系
    很多人都在問,宇宙大爆炸時那個無限小的奇點是哪裡來的?對於這個問題,科學家們一直無法給出有實證的答案。然而,最近,科學家們卻親眼目睹了一個令人驚喜的天文事件:一個黑洞居然正在遠程創造星系!一直以來,科學家都看到一個事實:即每個大星系中心都會有一個超大質量黑洞。比如我們的銀河系中央就有一個超大質量黑洞——人馬座A*。這種普遍現象,令科學家有理由相信,大星系的締造一定與這些星系中心的超大質量黑洞有直接的關係。而目前科學家們觀測到的黑洞締造遠程星系的天文事件,正好印證了科學家們的推測。
  • 超級黑洞或可創造出一個全新的宇宙?科學家看見一黑洞正在創建星系
    一直以來,科學家都看到一個事實:即每個大星系中心都會有一個超大質量黑洞。比如我們的銀河系中央就有一個超大質量黑洞——人馬座A*。這種普遍現象,令科學家有理由相信,大星系的締造一定與這些星系中心的超大質量黑洞有直接的關係。而目前科學家們觀測到的黑洞締造遠程星系的天文事件,正好印證了科學家們的推測。
  • 恐怖的黑洞 最大黑洞 到底星系造就了黑洞,還是黑洞造就了星系
    黑洞一直以來就是一個很神秘的東西,及看不見、也不可能觸摸到,但科學家一直認為它是確實存在的。而且幾乎每一個星系中間都有一個黑洞,就像我們的銀心黑洞一樣。 銀河系間的恆星都在圍繞著銀河系的中心高速旋轉,速度大約為每小時幾百萬千米,正是因為如此,科學家認為銀河系中可能存在一個巨量巨大的黑洞
  • 恐怖的黑洞 最大黑洞 到底星系造就了黑洞,還是黑洞造就了星系
    黑洞一直以來就是一個很神秘的東西,及看不見、也不可能觸摸到,但科學家一直認為它是確實存在的。而且幾乎每一個星系中間都有一個黑洞,就像我們的銀心黑洞一樣。,科學家認為銀河系中可能存在一個巨量巨大的黑洞,吸引著恆星環繞銀河系中心旋轉不是星系造就了黑洞
  • 第一張黑洞照片的主角,為什麼不是人馬座,而是M87星系黑洞?
    科學家們認為可能是在過去某段時間內,幾百個小黑洞合為一體形成了一體形成了這個巨大M87*星系黑洞。 人馬座A*被公認為是離地球最近的超重黑洞,而且它被看作是研究黑洞物理的最佳目標,因此人類拍攝的第一張黑洞照片的主角應該是人馬座A*,而不應該是距離太陽系約5000萬光年的M87*星系黑洞。
  • 在一個「不起眼」的小星系裡,包含了普通星系中最大的黑洞
    我們知道宇宙存在了138億年,有足夠的機會創造出巨大的、超大質量的恆星,這些恆星也有足夠的時間經歷誕生、生存和死亡並成為黑洞。特別是在各大星系的中心,原始星團形成的黑洞也有足夠的時間發生合併形成更大質量的黑洞。隨著時間的推移,大多數星系的中心都因此進化出了超大質量黑洞,包括我們銀河系的黑洞,質量約為400萬個太陽。
  • 黑洞釋放出巨大能量,驅動類星體產生,亮度超過整個星系
    幾乎所有星系中心都有超大質量黑洞,它們是空間中密度超乎想像的緻密區域,任何東西(即使是光)都無法逃脫。當這樣一個質量為太陽數百萬倍或數十億倍的黑洞吞噬物質時,它被一個旋轉的氣體圓盤包圍著。當這個圓盤中的氣體落向黑洞時,它會釋放出巨大能量。
  • 科學(普)有道:在偏遠星系中尋找黑洞
    現在大家都知道,大多數星系中散布著許多恆星質量的黑洞。它們通常是由恆星在超新星爆炸中死亡而產生的。它們有時在雙星系統中被發現,黑洞和白矮星或其他類型的恆星在一起做軌道舞蹈。天文學家所知道的絕大多數超大質量黑洞都隱藏在星系中,這些星系本身被捆綁在一起形成星系團。目前發現的最大的一個有210億個太陽的質量,位於彗發星系團星系的核心。彗發是一個距離銀河系3.36億光年的巨大團塊。
  • 黑洞的引力到底有多大,以至於光都無法逃脫
    黑洞在宇宙是普遍存在的,只是我們看不見。據說,大的星系中心都有黑洞存在。黑洞周圍為什麼是發光的,由於黑洞的超大引力,吸住了超量的氣體,這些氣體就在它的周圍高速旋轉,這時就產生巨大的熱量,由於高溫高壓的作用,這些氣體就變成了等離子體,於是,看起來就是發光的。
  • 星系中心的超大質量黑洞到底是如何形成的?
    有這麼大的恆星能通過超新星演化出這麼大的黑洞嗎?顯然不可能!所以我們今天就了解下宇宙早期的超大質量黑洞演化過程,它咋來的!先了解下我們銀河系的超大質量黑洞是怎樣被發現的銀河是夜空中光明與黑暗的交織,它包含了我們所能看到的所有恆星,從年輕到古老,有大有小,顏色各異,中間夾雜著昏暗的氣體雲,綿延數十萬光年,而我們就是其中的一份子!
  • 銀河系中央不是「黑洞」麼?為何這裡又是星系中,最耀眼的地方?
    銀河系中央不是「黑洞」麼?為何這裡又是星系中,最耀眼的地方?相信許多愛好天文知識的朋友,一定都對銀河系的「照片」有一定的印象:銀河系是一個巨大的棒旋星系,其中有幾條巨大的旋臂,構成了一個扁平的「銀盤」。
  • 黑洞有多少不可思議的現象?中心可能是一個質量巨大的奇點
    因此,科學家猜測,黑洞的中心是一個體積無限小,質量無限大的奇點,正是這個質量超大的奇點產生了巨大的引力,在奇點的周圍形成了一個黑洞視界,任何物質進入這個視界範圍,都會被奇點強大的引力拉扯吞噬,消失在黑洞中。黑洞是宇宙的猛獸,是讓宇宙物質恐怖的存在。
  • 黑洞會變大多少?「巨大的」黑洞可能會成長到真正巨大的尺寸
    有怪物黑洞,然後有平板。黑洞會變大多少?現在,一組科學家建議黑洞可以達到他們所謂的「驚人的大」大小,每個黑洞都包含1000億個或更多的太陽。研究人員說,發現如此巨大的黑洞可能會揭示神秘暗物質的本質,而神秘暗物質佔宇宙物質的五分之四。在大多數(如果不是全部)中心,星系是質量超大的黑洞,其質量是地球太陽質量的數百萬至數十億倍。
  • 為什麼沒有中等質量的黑洞呢?
    天文學家對這兩個極端感到十分困惑,為什麼沒有中等質量的黑洞呢?黑洞是由愛因斯坦廣義相對論預言的。黑洞的引力十分強大,任何物質都無法從事件視界中逃脫,連光也不例外。天文學家是最近幾十年才確定了黑洞的存在,他們通過研究黑洞吸收的氣體和在黑洞周圍快速運動的恆星來得到黑洞存在的證據。
  • 天體物理學家表示,蟲洞存在於星系中心的超大質量黑洞
    如果要使蟲洞穩定存在,必須要有一種材料來支持它。這種材料具有奇怪的性質,那就是它的質量為負值,這連科學家都沒見過它。不過,科學的發展還是令人驚訝的,一組科學家表示,星系中心的超大質量黑洞存在蟲洞,而且是可穿越的蟲洞。
  • 研究:鄰近星系將撞上銀河系,喚醒巨大黑洞
    由英國杜倫大學(Durham University)科學家所主導的一項研究表明,銀河系的鄰近星系之一大麥哲倫星系(Large Magellanic Cloud)可能會在20億年內撞上銀河系,進而喚醒銀河系中央的巨大休眠黑洞,並使其開始吞噬物質,直到尺寸增大10倍左右。