宇宙最大的黑洞有多大?天文學家:最大質量約是太陽的660億倍

黑洞,它是天文學中最火的概念之一,因為它神秘莫測,科學家至今對它了解的仍然很少。

早在1916年,德國天文學家史瓦西就從愛因斯坦廣義相對論場方程中推導出了黑洞的存在,黑洞是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體,奇點處的密度更是無限大。黑洞這個名字是美國物理學家惠勒取的。

直到幾十年後的1970年,美國「自由」號人造衛星終于在天鵝座X-1發現了一個神秘的天體,最終確認這個天體就是黑洞,這是人類發現的第1個黑洞。

經過幾十年的天文觀測,科學家已經在宇宙中發現了很多黑洞。而且經過哈勃望遠鏡的長期觀測發現,幾乎每個星系中心都存在一個質量很大的黑洞,它們就是星系中的王。

那麼宇宙中最大的黑洞究竟有多大呢?

在2019年4月份的時候,國際科學界相互合作,利用事件視界望遠鏡(ETH)成功拍攝了人類首張黑洞照片。這個黑洞位于M87星系(室女座A星系)中心,距離地球5,500萬光年,質量約為太陽質量的65億倍,事件視界直徑為959.53億千米。

這個位于M87星系的黑洞,真的很大,銀河系中心的那個黑洞人馬座A的質量雖是太陽的431萬倍,可也只有它的千分之一。不過該黑洞並不是宇宙中質量最大的黑洞。

宇宙中已知最大的黑洞是Ton618,位于獵犬座。

Ton618形成于135億年前,有專家推測,它可能是宇宙大爆炸後形成的第1個黑洞。

眾所周知,黑洞幾乎能夠吞噬一切物質,並在吞噬的過程中不斷地膨脹,質量越來越大。科學家推測,Ton618一開始可能並沒有現在這麼大。隨著不斷地吞噬周圍的天體,現在它的視界直徑為3840億公里,質量大約是太陽的660億倍,相當于大麥哲倫星系總質量的6.6倍。

Ton618距離地球104億光年,由于光速的限制,我們現在看到的大約是它104億年前的樣子,它現在究竟成長到多大,真的很難想象,恐怕它所在的星系內部的天體都已經被它吞噬殆盡了。

Ton618由于質量巨大,在它的周圍形成了一個非常明亮的吸積盤,直徑可能在一光年以上。吸積盤是由于物質受到引力作用向中心天體落下所形成的盤狀結構。

這些物質在墜入黑洞前,由于高速運動產生摩擦,能夠產生比某些恒星內部還高的溫度,釋放出巨量的X射線、伽馬射線、可見光等類型的電磁輻射,看起來非常明亮。Ton618吸積盤的亮度大約是銀河系總亮度的上千倍,以至于在100多億光年外,天文學家仍然能觀測到它。

這種明亮的結構,在很遠的距離上看起來類似恒星,所以也被叫作類星體。類星體通常是一類活躍星系核,核心都有巨型黑洞存在。

黑洞按照電荷、角動量這兩個物理特性可以分為4大類:不旋轉不帶電的史瓦西黑洞、不旋轉帶電的RN黑洞、旋轉不帶電的克爾黑洞和旋轉帶電的KN黑洞(克爾-紐曼黑洞)。

如果按質量也可以分為3個級別,分別是質量在100萬倍太陽質量以上的超大質量黑洞,這種黑洞只出現于星系中心,是星系的締造者,成因不明;其次是質量大約介于100倍~100萬倍太陽質量之間的中等質量黑洞;

最後一種就是質量在3~100倍太陽質量之間的恒星級黑洞,這種黑洞是由大質量恒星衰老死亡後坍縮形成的,這種黑洞通過吞噬、合併就能形成中等質量黑洞。此外,科學家還猜測宇宙中可能存在量子級別的微型黑洞,不過這還只是理論猜測罷了,並未被證實。

上述的Ton618黑洞,就是一個超大質量黑洞。

黑洞能夠吞噬一切物質,這並不意味著它的質量能夠無限增長,因為宇宙間的各個星系離得都非常遠,並且由于宇宙在加速膨脹,這些星系之間也在相互遠離。因此,Ton618可能已經停止成長了,更不可能出現黑洞吞噬宇宙這種事情。

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