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超大质量黑洞从何而来?重要线索被发现,原来在太阳系周围就有

2021-2-25 35 2/25

编者按:科学家认为,超大质量黑洞的形成与暗物质有关,根据最新的观测结果,暗物质晕圈形成之后,每个晕圈都可能蕴藏着更加致密的暗物质粒子,这些粒子有质量,最终自身发生坍缩,形成黑洞。如果这个说法是正确的,那么超大质量黑洞的形成之谜将被破解,而我们星系的中心,也有可能是暗物质核,而不是黑洞。

宇宙印象|头条独家 深度科普栏目第1564期

关于超大质量黑洞的研究一直在进行之中,科学家发现,多数螺旋星系都有超大质量黑洞,其质量达到太阳的数百万倍以上,有的甚至达到数十亿倍太阳质量,可问题来了,超大质量黑洞是如何形成的?

超大质量黑洞从何而来?重要线索被发现,原来在太阳系周围就有

图片解读:暗物质在太阳系周围也有一定的分布

超大质量黑洞从何而来?重要线索被发现,原来在太阳系周围就有

图片解读:暗物质具有引力的特征

根据传统的观点,小黑洞吃够了足量的物质,就慢慢长大,形成了超大质量黑洞,但这个设想是符合逻辑的,但与事实不符。因为如果小黑洞可以通过吞噬物质变大,那为什么我们没有观测到各个成长阶段的黑洞?这显然不是宇宙中超大质量黑洞的形成模式。这就像我们研究行星是如何形成的,就可以观测到处于原行星盘阶段的恒星,还有刚刚诞生不久,正在清空轨道的行星,观测符合理论。但超大质量的黑洞却不是这样,他们很可能有我们所不知道的形成方式。

根据黑洞形成理论,大质量恒星死亡之后,通过超新星爆发形成黑洞,这种方式诞生的是质量偏小的黑洞。科学家认为,超大质量黑洞的形成与暗物质有关,根据最新的观测结果,暗物质晕圈形成之后,每个晕圈都可能蕴藏着更加致密的暗物质粒子,这些粒子有质量,最终自身发生坍缩,形成黑洞。

超大质量黑洞从何而来?重要线索被发现,原来在太阳系周围就有

图片解读:在宇宙大爆炸形成之后的8亿年,科学家就观测到超大质量黑洞了

超大质量黑洞从何而来?重要线索被发现,原来在太阳系周围就有

图片解读:暗物质形成的引力透镜

根据这个理论,超大质量黑洞可以直接由星系中心存在的极高密度暗物质群坍缩形成,这样的话超大质量黑洞就不需要通过缓慢的成长来实现。这个说法极具宇宙学意义,因为在早期宇宙中,我们就观测到了超大质量黑洞,这说明此类黑洞的形成并不需要漫长的吞噬物质的过程,直接一步到位了。

举个例子,在宇宙大爆炸形成之后的8亿年,科学家就观测到超大质量黑洞了,当时宇宙中第一批恒星也才刚刚形成不久,根本没有足够的时间来等待黑洞成长。这个线索告诉我们,超大质量黑洞的形成有其他过程,根据最新的研究,这个过程与暗物质有关。科学家指出,暗物质也有质量,当暗物质在星系中心聚集足够多的时候,一旦达到临界阈值,就可以坍缩形成超大质量黑洞。

超大质量黑洞从何而来?重要线索被发现,原来在太阳系周围就有

图片解读:银河系周围也有暗物质晕

这个模型也引发了另一个有趣的结论是,在一些矮星系周围,存在较小的暗物质光环,质量还没有达到坍塌成黑洞的临界质量,这意味着矮星系的中心有可能是一个暗物质核,而不是黑洞。因为暗物质核也有引力特征,也可以控制整个星系,看起来就像是黑洞那样。如果这个说法是正确的,那么超大质量黑洞的形成之谜将被破解,而我们星系的中心,也有可能是暗物质核,而不是黑洞。宇宙印象为今日头条独家,其他均为假冒,转载均为非法。

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