超級黑洞駭人真相：可吞噬整個太陽系

一顆黑洞有多大？宇宙中有無數的黑洞，不止質量不一樣，連大小也不一樣，而宇宙中最大的黑洞被稱為超級黑洞，它的直徑與地球相當，質量卻至少是太陽的數十億倍。超級黑洞甚至可以吞噬宇宙中的任何星系。如此大質量的黑洞究竟是怎麼形成的呢？

超級黑洞

超級黑洞，顧名思義就是質量超大的黑洞，哈佛史密松天體物理中心的科學家對宇宙209個星系的早期X射線信號進行了研究，發現在宇宙誕生大約12億年左右的時間內就出現了超大質量黑洞。史密松天體物理中心的科學家發現在宇宙誕生後12億年左右的時間內就出現了超大質量黑洞,據國外媒體報道，科學家已經確認在宇宙中存在大量的黑洞，幾乎每個星系中央都存在超大質量黑洞，而一些質量更小的黑洞則更多。

超級黑洞，顧名思義就是質量超大的黑洞

來自錢德拉宇宙演化調查的項目科學家發現在宇宙大約12億歲時就出現了超大質量黑洞，這些星系核的樣本記錄了宇宙早期黑洞的成長過程，科學家通過活動星系核的研究了解到宇宙早期超大質量黑洞的吸積情況，並釋放出高速移動的帶電粒子噴流。

超級黑洞,可以吞噬整個太陽系

這些早期黑洞與當前宇宙中的黑洞一樣，都會在吸積盤附近將物體加熱到數百萬攝氏度，並在兩極釋放出強大的噴流，我們可以根據這些特徵來探測早期宇宙中的黑洞。哈佛的史密松天體物理中心的科學家Eleni Kalfontzou等人對僅有25億年演化歷史的宇宙進行了研究，發現其中存在質量較為龐大的活動星系核，最為遙遠的星系核能夠追溯到宇宙誕生後大約12億年。

科學家相信，在所有的星系的銀心，包括銀河系在內，都會有超大質量黑洞。所有超級黑洞是在距今100多億年前的宇宙初期與星系同時形成的。它「吞噬」周圍的大量物質，才能達到如此巨大的體積。

超級黑洞的形成

相比之下，宇宙中其他的黑洞都不值一提，而如此大質量的超級黑洞難道也是由於恆星的坍縮形成的？關於超級黑洞的形成有幾種說法。

第一種是超級黑洞以吸積宇宙中的恆星而形成的，它可以吞噬宇宙中所有的恆星，甚至是整個太陽系、銀河系。

第二種方法涉及氣雲萎縮成數十萬太陽質量以上的相對論星體。該星體會因其核心產生正負電子對所造成的徑向擾動而開始出現不穩定狀態，並會直接在沒有形成超新星的情況下萎縮成黑洞。

第三個方法涉及了正在核坍縮的高密度星團，它那負熱容會促使核心的分散速度成為相對論速度。最後是在大爆炸的瞬間從外壓製造太初黑洞。超大質量黑洞平均密度可以很低，甚至比空氣密度還要低。

超級黑洞的形成

這是因為史瓦西半徑與其質量成正比，而密度則與體積成反比。由於球體體積是與半徑立方成正比，而質量差不多以直線增長，體積增長率則會更大。故此，密度會隨黑洞半徑增長而減少。

黑洞主要有兩種類型

科學家所探測到的黑洞主要有兩種類型，一種是質量僅相當於太陽質量十倍多的類恆星黑洞，另一種則是質量為太陽數十億倍的超級黑洞。研究小組通過X射線觀測發現，在距地球1200萬光年的M82星爆星系中，有兩個中等大小的黑洞存在，這是迄今為止第一次在一個星系中發現了兩個中等大小的黑洞。

據報道，它們的位置接近該星系的中心，可能會提供一些來自宇宙最大黑洞起源的信息。這兩個超級黑洞很有可能是由一連串的恆星爆炸所產生的連鎖反應，從而形成了這個如此緊湊、質量及其巨大的超級黑洞的，然後它會慢慢坍縮成中等質量的黑洞。該星團隨後會下沉到該星系中心，這兩個中等質量的黑洞將會逐漸演變成為超級黑洞。

除此之外，科學家還發現宇宙還存在一種規模很小，但卻擁有質量龐大中央黑洞的星系，這就是M60-UCD1。該星系內部存在一個質量達到2100萬太陽質量的超大質量黑洞，相比較而言銀河系中央黑洞的質量僅為400萬個太陽，顯然要小很多，有趣的是M60-UCD1星系卻比銀河系小大約500倍。

在矮星系中發現超大質量黑洞說明這樣級別的黑洞可能非常常見，科學家目前所發現的黑洞質量幾乎都達到了百萬倍太陽質量，較少一部分為恆星級黑洞，還有更少的中等質量黑洞，本次觀測到M60-UCD1星系中黑洞的質量較大，但星系總質量卻很小，科學家計算後發現黑洞質量佔到了星系質量的15%，這是小星系中隱藏的大質量黑洞。

規模很小但卻擁有質量龐大中央黑洞的星系

我們所有人們看到的所有巨大星系的中央都有一個超級巨大的黑洞，可以說，黑洞強大的吸引力，間接的幫助了星系的形成，因為恆星都不能靠近黑洞，所有就如同珍珠在砂石周圍形成一樣，久而久之形成了太陽系、銀河系。

銀河系中央出現了神秘的「氣泡」

美國宇航局的科學家通過費米伽瑪射線望遠鏡觀測到銀河系中央出現了神秘的「氣泡」。科學家們猜測，巨型氣泡可能與銀河系中的超級黑洞有關。巨大的氣泡被研究人員稱為「費米氣泡」。

四年前，哈佛大學天體物理學家道格拉斯·芬克拜納所領導的研究團隊通過伽瑪射線望遠鏡發現銀河系中央存在對稱的「氣泡」結構，其中大部分為明亮而充滿活力的伽瑪射線，來自科維里粒子天體物理機構的科學家Dmitry Malyshev提出了最新的解釋方案，在其論文中認為該費米氣泡輪廓非常明顯，氣泡本身也發出強烈的伽瑪射線，呈現對稱分布，跨度達到了3萬光年，有趣的是銀河系的直徑也才10萬光年左右，可見這個對稱的伽瑪射線氣泡非常龐大。

伽瑪射線氣泡除了形成機制仍然不確定外，科學家還發現其中擁有一些能量非常高的伽瑪射線，科學家近年來提出了一些形成模型，比如銀河系中央超大質量黑洞形成的巨型噴流，黑洞在其兩極附近可形成接近光速的物質噴射，還有一種解釋為黑洞周圍聚集了大量氣體，形成了質量龐大而「短命」的恆星，這些天體形成的超新星爆發形成了費米氣泡。

但這幾個模型沒有一個是完美的，對於科學家而言，費米氣泡是相當神秘的。

為了解釋費米氣泡的形成機制，科學家還需要對前景伽瑪射線輻射進行排除，這樣我們才能看清費米氣泡的真實模樣，此前地球上的陸基伽瑪射線望遠鏡均有觀測上的局限性，伽瑪射線空間望遠鏡的加入後這個情況有所緩解，費米空間望遠鏡的升空使得科學家發現太陽系外存在相當多的伽瑪射線源，比如超新星、黑洞都可以被認為是點狀伽瑪射線源，這使得我們觀測費米氣泡的較為困難，不過費米氣泡的信號較為強烈，要想解決這個問題，還需要繼續收集數據。

關於超級黑洞還有太多的未解之謎

超級黑洞是靠著吞噬宇宙中的恆星從而形成巨大的體積，而超級黑洞為什麼具有如此大的"吞噬"能力。我們不得而知，關於超級黑洞還有太多的未解之謎，隨著越來越多不同質量的黑洞被發現，人們對宇宙的了解又進了一步，離解開超級黑洞的奧秘也進了一步。

作者:bitgh

[責任編輯:陶媛]

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