黑洞与宿主星系的微妙关系：黑洞生长更快？

途说历史网

发布于2023-06-13

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武仙座星系团是一个六亿五千万光年远的宇宙岛群，这个星系团拥有大量富含尘埃云气及恒星形成区的旋涡星系，还有少量缺乏尘埃云气和新生恒星的椭圆星系。有恒星诞生区的星系带着蓝色的色调，而椭圆星系则略微偏黄。这个宇宙视野里的许多星系像是正在互撞或合并，显示出扭曲的形状。

图中是X射线下武仙座A星系中心的一个巨大紫色星云，该星云被星系中心黑洞摄入物质加热达到数百万摄氏度。据悉，该星系中的超大质量黑洞质量是银河系中心黑洞的1000倍

据报道，目前，最新一项研究表明，最大的黑洞生长速度比宿主星系更快。

两支独立研究小组的研究报告表明，所谓的超大质量黑洞比之前天文学家所预测的更大。超大质量黑洞是大型星系中心庞大的重力井（gravity wells）。

黑洞如果不再生长，那么黑洞就没有能力吞噬宿主星系。研究报告负责人、美国宾夕法尼亚州大学研究生杨光（音译）说：与整个星系进行对比，黑洞非常渺小，因此我们是非常安全的。

杨光研究发现，体积较大的星系，其内部星系的生长速度比该星系内恒星形成速度更快。另一项研究表明，如果星系中心存在的黑洞与星系保持相同生长速度，那么这个超大质量黑洞的质量会是天文学家预期的10倍。

星系和它们的黑洞

天文学家对黑洞和宿主星系之间的关系颇感兴趣，主要有两个原因，首先，如果他们能够基于星系相关数据计算出黑洞的大小，那么他们可以确定，如果他们无法直接测量黑洞，也能推断出超大质量黑洞的质量；其次，黑洞和宿主星系之间的任何常量关系将有助于解释如何控制星系形成的相应法则。

第一份研究报告发表在今年2月份出版的《英国皇家天文学会月刊》上，研究指出，杨光和他的同事使用大天文台源深巡天勘测（GOODS）观测的3万多个星系数据，并结合哈勃太空望远镜、钱德拉X射线天文台、斯皮策太空望远镜的天文勘测数据，以及宇宙进化巡天观测（COSMOS）观测的50多万个星系数据，他们所分析的这些星系距离地球43-112亿光年。

研究小组表示，体积越大的星系，其内部黑洞生长速度和恒星生长速度就越快。一个包含1000亿颗太阳质量大小恒星的星系，其生长速度是包含100亿颗太阳质量大小恒星的星系生长速度的10倍。

杨光在接受媒体记者采访时说：我们的研究报告表明，体积较大星系比较小星系更有效地喂养黑洞，因此体积较大星系最终会被超大质量黑洞终结生命，然而黑洞何时能够逆转影响星系生长，仍是一个未解之谜。

极端特征

第二项研究报告发表在2023年4月出版的《英国皇家天文学会月刊》上，发现类似的研究结果，较大体积的星系与其内部黑洞存在非常奇特的关系。

这项研究是由西班牙巴塞罗那太空科学研究所天体物理学家马尔梅库（Mar Mezcua）负责的，他聚焦研究距离地球35亿光年的72个星系，这些星系都被认为是最明亮的星系团，该术语是指邻近宇宙空间最大、最明亮的星系。他们使用钱德拉X射线天文台以及其它陆基天文设备的X射线和射电波数据，研究人员将超大质量的质量使用传统方法进行评估分析，假定黑洞和宿主星系的生长速度接近于同一速度。

研究人员发现，他们研究的黑洞比传统方法所预测的质量大10倍。事实上，许多描述的黑洞不仅仅是超大质量黑洞，其质量非常庞大，甚至能达到太阳质量的数十亿倍。但按照定义的极大质量黑洞，其质量是太阳质量的4000万倍。

研究人员指出，之前没有人知道最明亮的星系团可以容纳如此巨大的黑洞，通常黑洞以两种方式形成，一种可能性是黑洞先生长，之后星系再生长；另一种可能性是一些黑洞是种子黑洞的后代，它们形成于星系年轻时期，该时期能够孕育更多的恒星。然而，最重要的是，黑洞和它们的宿主星系并不总以匹配速度生长。

黑洞并不是实实在在的星球，而是一个几乎空空如也的天区。黑洞又是宇宙中物质密度最高的地方，地球如果变成黑洞，只有一颗黄豆那么大。原来，黑洞中的物质不是平均分布在这个天区的，而是集中在天区的中心。这个中心具有极强的引力，任何物体只能在这个中心外围游弋。一旦不慎越过边界，就会被强大的引力拽向中心，最终化为粉末，落到黑洞中心。因此，黑洞是一个名副其实的太空魔王。

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