科學史上第一個徘徊的超大質量黑洞,其形式是帶有恒星尾巴的彗星

超自然現象探索官 2024-02-26 07:43:45

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早在上個世紀,理論學家就預測了許多空間物體的存在。他們中的許多人發現並證實了它們的存在。例如,黑洞。我們甚至成功拍攝了一對情侶(M87 和 Sagittarius A*)。但這些是生活在星系中心的超大質量黑洞。理論上,也應該存在漂移的黑洞,而且數量相當可觀。最近,十八位專家宣布,他們可能發現了一個超大質量黑洞,該黑洞是從孕育它的矮星系中逃逸出來的。

逃離黑洞

這一發現(與大多數情況一樣)是在 Pieter van Dokkum 領導的一組天文學家研究矮星系 RCP 28時出人意料地得出的。這個侏儒比銀河系小 12 倍,重量僅爲 70 億個太陽質量。這個星系距離我們並不太遠——75億光年。因此哈勃利用它的光學濾鏡來拍攝清晰的照片。研究人員對他們看到的其中一個物體非常感興趣。他們決定使用配備 LRIS 光譜儀的夏威夷凱克 I 反射望遠鏡更好地觀察它。

在改進後的圖像中,可以清楚地看到該物體的光發射幾乎線性延伸超過 20 萬光年,並且其尾部指向矮星系的中心。天文學家認爲這是一股強大的高度壓縮熱氣體射流。其中恒星的形成正在積極發生。他們還認爲,該物體的頭部區域存在一個質量爲2000萬個太陽質量的超大質量黑洞。它的飛行速度爲560萬公裏/小時。例如,它只需 14 分鍾就能走完從地球到月球的路程。

如果科學家證實這個物體確實是一個超大質量黑洞,它將成爲第一個被發現的離開星系並在外太空自由飛行的“流浪”黑洞。畢竟,半個多世紀以來,關于它們存在可能性的討論一直沒有超出理論和模型的範圍。

黑色流浪者

順便說一下,光流浪黑洞幾年前就被發現了,所以它們的存在早已毋庸置疑。這種情況首次發生在 2011 年,當時在距離太陽 5000 光年的地方發現了一個 7 個太陽質量的流浪者。恒星演化的標准模型通過質量爲 30-100 個太陽的恒星的引力塌縮來解釋它們的出現。這些發光體在生命即將結束時,燃燒了所有的熱核燃料,並在超新星中爆炸。

對于生活在星系中心的怪物來說,超大質量黑洞是一個完全不同的故事。它們本質上是銀河系的核心,以周圍的物質(主要是氣體)爲食並生長。根據最新數據,宇宙中的這些居民已經在其發展的早期階段誕生了。例如,古老星系COS 87259包含一個質量爲16億個太陽的超大質量黑洞。

有趣的是,當大爆炸後7.5億年過去時,它就已經存在了。星系和黑洞的這種共生是經典的。這就是爲什麽它看起來很自然且不可避免。直到現在,即使是超大質量黑洞也能突然踏上獨立的太空之旅。

重力吊帶

超大質量黑洞與星系分裂的第一種方式是與另一個星系合並。在這裏,一個黑洞遇到了另一個黑洞。它們的引力相互作用。它們成對地開始圍繞共同的慣性質心旋轉。

它們可以這樣旋轉十億年,但動能遲早會枯竭。這些黑洞會碰撞並合並,形成一個更大的黑洞。在這個過程中,她能夠獲得足夠的速度來克服銀河系周圍的重力並飛走。

超大質量黑洞成爲流浪者的一個更常見的機制是同一系統中的兩個黑洞與第三個黑洞相遇(自然是在另一次星系合並的過程中)。三元系統穩定性較差,因此最輕的組分幾乎 100% 的機會被丟棄。在經典天體力學中,這種效應被稱爲“宇宙引力彈弓”。它在行星和恒星天文學中已被多次觀測到。

喚醒

有多種方法可以檢測逃逸的超大質量黑洞。它能夠從母星系借用部分物質(主要是氣體和等離子體),並繼續以母星系爲食。然後它會發射X射線。但在這裏,它很容易與快速移動的星系的活動核混淆。如果這個洞不發射任何東西(不吸積物質),那麽它仍然會有一個強大的引力場,使恰好靠近它的光線彎曲。這種檢測方法稱爲引力透鏡。在第三種情況下,該洞可以在周圍空間中産生潮汐效應。另一件事是,這些方法都無法幫助天文學家尋找徘徊的超大質量黑洞。

範·多庫姆和他的同事們對所發現的發光線性物體性質的理解是基于一個略有不同的場景。他們認爲,超大質量黑洞是從 RCP 28 星系中形成的不穩定三重系統中噴射出來的,而充滿稀薄但真實電離氣體的星系間空間的特性有助于看到它。

在這樣的環境中,一個洞就會留下痕迹。隨著洞的飛行速度增加,它會變得更加清晰。如果超過聲速,就會形成沖擊波,氣體密度開始波動。氣體團塊將會出現;當它們冷卻時,它們會分解成碎片,恒星將開始形成。他們將用輻射照亮尾迹。然而,科學家們還不知道超大質量黑洞穿越宇宙會導致什麽後果。

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