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黑洞其实并不黑暗 它比太阳亮三百万亿倍

信息来源: 文章作者: 发布日期:2016-7-25 阅读次数:
提起黑洞,人们脑中的第一印象往往是会吞噬任何物质的一个黑暗的大洞,但是其实黑洞并不黑暗,美国宇航局最近发现了一颗距离125亿光年的巨大黑洞,而它竟然比太阳亮三百万亿倍!

黑洞其实别不黑暗 比太阳亮三百万亿倍

这个发光总量超过 300 万亿个太阳的遥远星系是迄今发现的最亮星系,它隶属于最近才被美国宇航局“宽视野红外巡天探测器(WISE)”发现的新天体分类——极亮红外星系(ELIRGs)。

“我们看到的是星系演化中一个非常旺盛的阶段,”该项研究的主导者,美国宇航局喷气推进实验室的蔡肇伟(Chao-Wei Tsai)说,“如此耀眼的光芒可能来自于星系内黑洞的爆发式生长。”

这个编号为 WISE J224607.57-052635.0 的明亮星系腹内可能有一个正在吞食气体的巨大黑洞。气体等物质在超大质量黑洞引力的作用下,会在其周围形成一个积吸盘。积吸盘的温度高达上百万度,能够爆发出高能可见光、紫外线和 X 射线。光线通常被周围的尘埃茧遮挡。但是随着温度升高,尘埃会辐射出红外线。

巨大的黑洞通常存在于星系核内,但是在如此“久远”的宇宙中发现这么大一个是极为罕见的。来自这个星系的光旅行了 125 亿年才到达我们眼中,因此我们看到的这个星系位于遥远的过去。在宇宙的年龄只有当前(138 亿年)十分之一时,这个质量是太阳数十亿倍的黑洞就已经存在了。

这个黑洞为什么会如此巨大?研究人员指出了三种可能性。首先,它们可能“生而巨大”。换句话说,黑洞的“种子”,或者黑洞的“胚胎”,可能就比我们之前所认为的要大。

“如何才能成长为一头大象?”项目科学家 Peter Eisenhardt 说。“最佳答案就是你从小就是一头大象。”

另外两种解释都涉及到了“埃丁顿极限”。“埃丁顿极限”是指黑洞(或恒星)吞食物质时在理论上所受到的限制。物质进入黑洞后,会变热并发光。光压能向外推动气体,使黑洞持续吞食物质的速度有一个极限。假如突破这个极限,那理论上黑洞的体积就只能膨胀。先前已经有人观测到黑洞突破这个极限;然而要变得如此巨大,黑洞就需要不断地突破这个极限。

另一种替代方案是,黑洞可能绕过了这个极限。

“另一种原因可能是它经历了一场持久的狂欢,它进食的速度比我们通常认为的要快。”蔡肇伟说。“只要黑洞的自转不那么快,就有可能。”

如果黑洞的自转足够慢,那它就难以拒绝嘴边的食物。最终,转得慢的黑洞就会比转得快的吞掉更多物质。

“这些极亮红外星系内的大质量黑洞可能会在很长的一段时间内持续进食,”研究的合作者,英国莱斯特大学的 Andrew Blain 如是说。“这就像一场持续了几亿年的吃热狗大赛。”

要解开这些亮星系之谜还需进行更多的研究。研究小组计划对中央黑洞进行更好的质量测定。了解这些天体的真实体重有助于了解它们的发展史,也有助于了解在宇宙这个狂暴的关键时期,其他星系内黑洞的发展史。

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