科學大課堂:黑洞有多大?

2020-12-05 專注科學時事

沒有了核聚變的光壓來壓制恆星的質量,外層的物質瞬間向內壓縮。恆星死了,像超新星一樣猛烈地爆炸。

留下的只是一個黑洞。黑洞的質量大約是太陽的三倍,然後從那裡開始上升。黑洞越多,就越大。

可怕的是,如果給它足夠的時間,黑洞所能消耗的物質是沒有極限的。最巨大的黑洞是位於星系中心的黑洞 這些是超大規模的黑洞,比如銀河系中心的410萬質量的黑洞。天文學家通過觀察恆星繞銀河系中心的運動來推測其質量,就像彗星繞著太陽轉一樣。

在我們能找到的每個星系的中心似乎都有超大規模的黑洞,而我們的銀河系的黑洞實際上相比之下是很渺小的。星際號描繪了一個質量是太陽的1億倍的黑洞。而我們才剛剛起步。

巨型橢圓星系M87有一個黑洞,質量是太陽的62億倍。天文學家怎麼可能知道?他們發現了一個4300光年長的物質噴流,以相對論速度從M87的中心噴出,只有如此巨大的黑洞才會產生這樣的噴流。

最近,天文學家在《自然》雜誌上宣布,他們發現了一個黑洞,質量大約是太陽的120億倍。這裡的增量盤產生的光量是太陽的429萬億倍,它清晰地照耀著整個宇宙。我們看到這個區域的光是從宇宙進入到現在的時代只有6%的時候開始的。

一幅圖示,顯示了銀河系中心的超大質量黑洞驅動的強大風。插圖中的示意圖描繪了星系的最內側區域,黑洞在這裡以極高的速度消耗著周圍的物質(淺灰色),形成一個圓盤(深灰色)。同時,這些物質中的一部分通過強大的風將被拋離。信用:XMM-牛頓號和NuSTAR任務;NASA/JPL-Caltech;插入:歐空局

不知為何,這個黑洞在8.75億年的時間裡,從零到120億倍於太陽的質量。這就引起了一個小小的疑慮 比如說,黑洞怎麼可能這麼快就積累了這麼大的質量?而且,我們在130億年前就看到了它。它現在有多大?目前,天文學家也不知道。我相信它很好。它很好,對吧?

我們說到了黑洞能有多大,但反過來的問題呢?一個黑洞能有多小呢?

天文學家們認為,可能有原始黑洞,黑洞的質量相當於一顆行星,也可能是一顆小行星,也可能是一輛汽車...... 甚至更小。現在還沒有辦法形成黑洞,但有可能是早期宇宙中密度不均的物質被壓縮成黑洞。

這些黑洞可能還在外面,在宇宙中兜兜轉轉,偶爾會碰到恆星、行星、宇宙飛船和星際野餐。我敢肯定,這就相當於把你的小腿砸在咖啡桌的邊緣上。

天文學家從來沒有看到任何證據證明它們真的存在,所以我們就當做沒看見,選擇假裝不應該太過擔心。事實證明,黑洞可以變得非常,非常,非常,非常巨大。一百二十億倍於太陽的質量,是太陽的質量的兩倍。

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