全部
深度解析
二次元頭條
超夯盤點
天文科普
同人恶搞
情报搶先看
Cosplay聚集地
    
327億倍太陽質量!27億光年外的超級黑洞,科學家興奮了
2023/04/26

宇宙中最大的黑洞之一被發現!這個宇宙從來不會忘記讓人類震驚,一個個恐怖的黑洞的現身,告訴人類對這個宇宙還有許多未知等著去探索。

在距離我們大約27億光年的位置上,有一個名叫Abell 1201的巨大星系團,包含著許多的星系。其中最亮的星系,被稱為最亮團星系(brightest cluster galaxy,BCG),又被稱為中心星系,被命名為Abell 1021 BCG。這是一個巨大、彌散的橢圓星系,它的中心就隱藏著一個超大質量黑洞。

別看這個黑洞的體型非常巨大,想要給它「稱重」卻并不容易。黑洞之所以「黑」,就在于它連光都能吞噬,讓人類難以探測。不過,黑洞在吞噬物質的同時,還會形成吸積盤,并產生輻射,這種輻射是非常明亮的,可以供天文學家觀測。 如果對周圍的空間或物質沒有相互作用,一個黑洞別說測量,就連被發現都很難。

偏偏Abell 1021 BCG的黑洞屬于那種比較安靜的黑洞,這就給天文學家的研究帶來了困難。所以長期以來,天文學家一直無法精確地計算這個黑洞的質量,只知道它確實是一個宇宙怪獸。最近,英國天文學家利用引力透鏡效應,終于精確計算了它的「體重」。

引力透鏡效應大家已經不陌生了,那就是從愛因斯坦的廣義相對論中引申出來的一種物理學現象。我們都學過,光在空間內是沿直線傳播的。但如果空間本身發生了彎曲,那麼光的路線也會隨之扭轉。

大質量天體就可以通過自己的引力將空間扭曲,從而讓它們身后的光線發生偏折。由于這種偏折有點像凸透鏡的規律,還能放大后方天體的圖像,因此這種現象被稱為引力透鏡效應。

一般來說,僅僅一個恒星質量或更小的天體產生的光線偏折,被稱為微引力透鏡效應。而一個星系乃至一個星系團產生的引力透鏡效應,則可以被用來進行許多宇宙學研究,其中也包括測量遙遠黑洞的質量。

Abell 1021 BCG這個星系就具有這樣的能力。2003年的時候,天文學家首次在觀測它時發現它旁邊有一個形狀和眉毛類似的光斑,這就是引力透鏡效應的表現,一個更遙遠的天體發出的光經過Abell 1021 BCG發生偏折,就變成這樣了。2017年,天文學家再一次在這里看到了引力透鏡效應,這一次的光斑相對暗一些,但更接近星系的中心。

能夠產生這麼強的引力透鏡效應,和Abell 1021 BCG的巨大質量有密不可分的關系,而這個質量的來源中,超大質量黑洞又功不可沒。黑洞質量越大,引力透鏡效應就越強,反之亦然。因此,通過背景天體的扭曲程度,天文學家就有辦法對這個超大質量黑洞的質量進行推測。

達勒姆大學的物理學家James Nightingale和他的同事獲取了更多關于這個星系的數據,并設計了分析數據的工具。他們對光在穿越宇宙和Abell 1021 BCG附近空間的運行軌跡進行了數十萬次的模擬,通過不斷調整黑洞的質量,以求達到天文學家在實際觀測中的效果。

利用最新的數據擬合手段,研究人員得出結論:Abell 1021 BCG的黑洞質量達到了太陽的327億倍!也就是說,當這個黑洞的質量達到太陽的327億倍時,就會出現我們看到的現象。

要知道,這比天文學家此前推測的數值大了差不多70億倍。一般來說,質量超過太陽100萬倍的黑洞被稱為超大質量黑洞(supermassive black hole),而像這個黑洞一樣超過100億倍太陽質量的,就可以稱為極大質量黑洞了(ultramassive black hole)。

不僅如此,根據目前的理論,黑洞并不能無限吞噬,而是會有一個質量上限,這個上限值大約是太陽的500億倍。也就是說,Abell 1021 BCG的黑洞已經接近這個理論極限了。

按照這個質量來算,它的事件視界的直徑可以達到驚人的1290個天文單位,也就是差不多1900億公里!要知道,冥王星和太陽的距離最多也只有73億公里。也就是說,如果把這個黑洞放在太陽系,那麼別說是全部的八大行星,就連冥王星所在的柯伊伯帶也會被它完全吞入腹中。

不過,Abell 1021 BCG的黑洞還不算是最巨大的黑洞。目前人類發現的最巨大的黑洞是鳳凰座A,其質量達到了太陽的1000億倍!不過就像Abell 1021 BCG的黑洞一樣,鳳凰座A的質量也存在著爭議,畢竟它的質量超過了理論中黑洞質量的上限,或許未來通過新的手段觀測后,會得出不同的數據。

即便只有鳳凰座A的1/3左右,Abell 1021 BCG的黑洞仍然可以擠進人類已知黑洞質量的前十名。

不僅如此,有了這個新的研究方法,未來天文學家也可以依樣畫葫蘆,對其他遙遠的超大質量黑洞進行分析,測量它們的質量,這也是研究人員最為興奮的方面。

不過,這里也存在一定的問題,那就是Abell 1021這個星系團比較特殊,和其他的星系團并不完全一樣,因此這種方法能不能適用于其他星系團的引力透鏡效應,目前還得不到證實。

但Nightingale對此很有信心,他認為這將是人類未來測量遙遠的不活躍黑洞質量的重要工具,還可能為超大質量黑洞的形成之謎提供新的線索。

精選推薦
深度解析
海賊王1083海外情報:明哥將登場,他是否會加入十字工會?
2023/05/09
深度解析
海賊王:「十字公會」早在第0話就公布了,伏筆竟然埋了14年!
2023/05/09
二次元頭條
海賊王1083話:「十字公會」早在第0話就公布了,伏筆埋了14年
2023/05/09
二次元頭條
海賊王:孔雀是鶴的孫女,云雀是赤犬的女兒,克比有福了!
2023/05/09
二次元頭條
海賊王:莫利亞的經歷令人淚目,青雉百分百是SWORD的成員!
2023/05/09
同人恶搞
海賊王:烏索普對戰范奧卡,危急關頭竟然吃下了惡魔果實!
2023/05/09
天文科普
貝茨球、巴格達電池、超重元素115,盤點跟外星人扯上關系的物體
2023/05/09
天文科普
太陽系被神秘「氣泡」包裹著,直徑達1000光年,這氣泡究竟是啥?
2023/05/09
天文科普
極度燒腦系列:光速限制的世界中,什麼才是真正的現實?
2023/05/09
天文科普
銀河系的四大未解之謎,徹底解開任何一個,意味著人類真的進步了
2023/05/09
文章