一天吞噬一個地球!科學家發現70億光年外最瘋狂黑洞,質量是太陽25億倍

黑洞,可以吞噬周圍的光,因此可以是宇宙中最暗的天體;同時,它的周圍可以釋放出驚人的輻射,變成宇宙中最亮的天體。最近,天文學家就在宇宙中發現了一個極其明亮的黑洞,甚至它自己就超過了整個銀河系!

我們知道,黑洞的核心是一個奇點,在它周圍視界范圍內的一切光都會被吞噬,所以我們看不到黑洞的內部。即便如此,它也可以明亮,甚至被人類拍攝照片。

科學家拍攝黑洞的照片,其實拍攝的是它視界范圍之外的部分——吸積盤。由于擁有無與倫比的引力,黑洞可以吞噬一切闖入自己勢力范圍的物質。不過,這些物質不會馬上墜入黑洞,而是先在黑洞周圍盤旋。越靠近黑洞,這些物質的線速度越快。它們彼此之間相互摩擦,就會產生能量,并轉化為強烈的輻射,這就是黑洞的吸積盤。

吸積盤的明亮程度,取決于黑洞吞噬物質的速度。銀河系內有很多黑洞因為周圍沒有物質可以吞噬,所以真的很暗。但也有些黑洞在瘋狂吞噬,亮得讓人難以想象。

可是,在發現黑洞SMSS J114447.77-430859.3(以下簡稱:J1144)的時候,天文學家還是震驚了,因為它真的太明亮了!

雖然它非常明亮,天文學家卻在最近才發現它。這是因為它的位置比較特殊,位于銀河系平面以上18°的方向,而天文學家以往進行這方面觀測的時候,通常會選擇20°以上的區域,所以每次都和它擦肩而過。這是正常的,因為銀河系平面比較亮,容易干擾觀測,所以距離太近的話觀測效率會很低。

據澳大利亞國立大學的天文學家Christopher Onken介紹,這一次有研究人員利用一顆紫外衛星對整個天空進行了大面積的觀測,于是捕捉到了這個宇宙中的怪物。

而且令人意外的是,天文學家發現早在1901年的時候,就有天文圖片捕捉到了這個天體。別說20世紀初的專業望遠鏡,甚至業余天文愛好者買到的足夠強的天文望遠鏡,都足以在夜空中觀測到它!由此可見,這個黑洞非常明亮,并且一直在眾目睽睽之下隱蔽著。

望遠鏡能夠觀測到,不能說明它有多亮,但如果知道它的距離,你就會明白了。根據天文學家的觀測,J1144距離地球有70億光年!如此遙遠的距離,呈現在人類觀測設備里還是這麼明亮,可見它確實超乎尋常。

研究人員介紹,J1144的質量大約是太陽的26億倍!即便是在超大質量黑洞中,它的質量也已經相當驚人了。要知道,銀河系中心的超大質量黑洞——人馬座A*,質量也只有太陽的400萬倍,是J1144的0.15%。

它似乎并不滿足,(在70億年前)仍然在瘋狂地吞噬。根據研究人員的觀測,它每天就能夠吞噬相當于一顆地球的質量(約59.8萬億億噸),這是人類已知的宇宙最近90億年里最瘋狂的黑洞!

當然,如果說它是宇宙歷史上最瘋狂的黑洞,還有點夸張。2020年的時候,天文學家發現了一個名叫SMSS J215728.21-360215.1的黑洞,它的質量是太陽的340億倍,甚至每兩天就能吞噬一個太陽質量(約2000億億億噸,是地球的33萬倍)的物質!

不論是J2157還是J1144,它們的瘋狂吞噬都使其躋身宇宙最詭異的天體行列——類星體。所謂的類星體,就是距離地球通常在100億光年甚至更遠的高光度天體。它們的本質就是瘋狂吞噬的超大質量黑洞,在吞噬過程中在電磁波的多個波段釋放出了恐怖的輻射,從而變得極其明亮。

類星體通常比星系小得多,但釋放的能量遠超過星系。以這次發現的J1144為例,它的亮度甚至是整個銀河系的7000倍!

除此之外,黑洞周圍的一些等離子體還會通過黑洞磁場的加速,從黑洞兩極射向宇宙中。這些粒子甚至會被加速到相對論性速度,因此這種現象又被稱為黑洞的相對論性噴流。這些噴流再與宇宙空間中的氣體相互作用,也會產生特殊的電磁波。

J1144符合類星體的這些特征,同時還有些與眾不同的特點。就像剛才說的,像它這樣瘋狂甚至更加瘋狂的類星體也被發現過,但是這些類星體都生存于至少100億年前,甚至最早的可以追溯到宇宙剛誕生不久。一般在距今90億年前的時候,它們普遍就已經平靜下來了,而J1144卻一直活躍到了距今70億年前。

澳大利亞國立大學的天文學家Christian Wolf表示:這個黑洞就是一個另類,即便不應該說得那麼絕對,但他相信他們不太可能會找到和它一樣的黑洞了。他認為,由于他們已經基本完成了對整個天空的巡視,所以J1144保持的紀錄基本上不會被打破。

據研究人員描述,他們目前已經確認了80個新的類星體,另外還有幾百個類星體候選者等待確認,他們這項工作基本上已經完成了對近期的宇宙中那些明亮的類星體的全面普查了。

結果表明,這些類型體重,沒有一個像J1144這麼明亮。不管怎麼說,這些類星體都可以幫助天文學家繪制一幅更加完整的宇宙圖畫,了解類星體的這種瘋狂增長的階段有多麼普遍,及其背后的物理學機制。

J1144的瘋狂可能有幾種原因,比如剛剛經歷了星系之間的碰撞,或者黑洞周圍環境有些特殊,抑或黑洞本身有什麼不同之處,這就需要研究人員的進一步觀測和分析了。

另外,J1144的光甚至可以用來幫助天文學家研究銀河系。它的光會穿越銀河系之外或者銀河系內的星際氣體,然后被人類觀測到。天文學家可以通過這些電磁波的變化,分析這些氣體的分布和性質。

如果宇宙中真的沒有其他像J1144一樣的類星體,那天文學家就只能好好把握這個「怪胎」了。

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