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为何尚未发现中等质量黑洞?研究称或许根本不存在

日期:2017-08-15 06:03:29编辑作者:辉煌国际线上娱乐官网

  

据国外媒体报道,数十年以来,天文学家发现黑洞的质量要么是太阳的几倍、要么是几百万倍,始终没有找到处于中间值的黑洞。而一项最新研究显示,考虑到黑洞生长的速度,现代宇宙中也许根本不存在这样的中等质量黑洞。

科学家认为,恒星质量级黑洞(即质量为太阳几倍的黑洞)是当巨型恒星死亡、坍塌后形成的。多年来,天文学家在周边宇宙中已经探测到了不少恒星质量级黑洞。2010年,研究人员首次在由附近星系构成的本星系群之外发现了此类黑洞。

黑洞

虽然看上去体积巨大,但与所谓的超大质量黑洞相比,恒星质量级黑洞可谓微不足道。超大质量黑洞的质量可达太阳的数百万、乃至数十亿倍,大多诞生自大型星系中央。目前为止发现的最古老的超大质量黑洞约为太阳的120亿倍,早在宇宙诞生8.75亿年时就已经形成了。这一结论和其它发现说明,许多黑洞都是在宇宙诞生初期形成的。当时宇宙更小、物质也更密集,因此黑洞更容易形成和生长。

但黑洞究竟是如何达到超大质量、并影响到周边宇宙的呢?有关这一点,还存在许多未解之谜。为此,天文学家希望对质量约为太阳100至1万倍的中等质量黑洞进行分析,因为它们可能处于从恒星质量极黑洞到超大质量黑洞的过渡阶段。

然而,虽然天文学家已经找到了一些看似可能的中等质量黑洞,却苦于缺乏证据。如今研究人员提出,我们之所以难以找到中等质量黑洞,也许与黑洞生长的速度有关。

近年来,科学家发现了十几起黑洞吞噬恒星的事件。研究人员估计,如果黑洞纯靠吞食恒星、以及白矮星和中子星等高密度天体生长,而不是巨型气体云或暗物质,那么黑洞每一万年便能增长一个太阳的重量。(但如果它们能够吞食气体云或暗物质,增长的速度则更快。但此类物质在早期宇宙中的相关数据难以获取。)

虽然每一万年增长一个太阳的质量看上去并不惊人,但这意味着一个恒星质量级黑洞在100亿年后便大可跨越中等质量阶段、成为超大质量黑洞。作为对比,宇宙的年龄约为138亿年。

这些发现说明,超大质量黑洞“早在物质更加密集的宇宙诞生初期便已开始萌芽”。这些“种子期”的黑洞在宇宙大爆炸16至22亿年后便达到了超大质量阶段,有些甚至更早。

虽然研究人员称现代宇宙中物质较为密集的区域也许还存在中等质量黑洞,但很难识别出它们的存在,因为落入其中的天体产生的光线“量不惊人,还有其它能产生光线的天体。”

“我们不能通过光线来寻找和识别中等质量黑洞,而应依靠引力波来完成。”研究人员指出。引力波是时空产生的扭曲。目前定于2034年启动的“空间天线式激光干涉仪”任务(简称ELISA)能够探测到“两个中等质量黑洞相撞时产生的引力波”。

来源:新浪科技

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