北京時(shí)間 9 月 2 日消息，新的模擬發(fā)現(xiàn)，宇宙中可能游蕩著大量的離群超大質(zhì)量黑洞。
研究發(fā)現(xiàn)，事實(shí)上，游蕩的巨型黑洞可能占附近宇宙黑洞質(zhì)量“預(yù)算”的 10% 之多。這意味著，像銀河系這樣的星系可能平均擁有 12 個(gè)看不見的黑洞徘徊在星系的邊緣，吞噬一切擋道的東西。
▲ 離群黑洞可能占宇宙總黑洞質(zhì)量的 10%
根據(jù)研究人員的說法，由于黑洞數(shù)量的增加，圍繞星系、星系群外圍的物質(zhì)“環(huán)”的質(zhì)量越大。星系群的物質(zhì)環(huán)質(zhì)量更大，可能具有更多貪婪的離群黑洞。
研究人員寫道：“我們預(yù)期，星系群的物質(zhì)環(huán)內(nèi)可能有數(shù)千個(gè)游蕩的黑洞?！?/p>
就好比巴拿馬籃子圍繞一顆石頭的支撐結(jié)構(gòu)編織一樣，天文學(xué)家認(rèn)為，大多數(shù)星系都圍繞超大質(zhì)量黑洞形成。這些超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量通常是數(shù)百萬乃至數(shù)十億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，儼然龐大的引力怪獸。這些黑洞好似氣體、塵埃、恒星和行星的錨，使得后者在軌道上圍繞黑洞運(yùn)動(dòng)。在靠近黑洞的地方，這些物質(zhì)旋轉(zhuǎn)加速并溫度升高，形成一個(gè)吸積盤。吸積盤既為黑洞提供能量，又能產(chǎn)生使其可見的信號(hào)輻射。
通常，這些黑洞的質(zhì)量使它們固定在各自星系的中心，而這些星系緩慢地在星系群中圍繞彼此運(yùn)動(dòng)。但有時(shí)候，一股超大的力量 —— 比如兩個(gè)星系之間的碰撞 —— 可能會(huì)彈出位于中央的一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，迫使這個(gè)黑洞像宇宙流浪者一樣在宇宙中游蕩。
兩個(gè)黑洞的合并被擾亂時(shí)，也會(huì)發(fā)生這樣的情況，導(dǎo)致一個(gè)或兩個(gè)黑洞都飛出去，成為離群黑洞。
為了評(píng)估這種情況發(fā)生的頻率，天文學(xué)家進(jìn)行了一組名為“羅慕路斯”的模擬。模擬考慮了關(guān)于黑洞行為的所有已知規(guī)則，以追溯黑洞的軌跡在數(shù)十億年間的演變情況。
該模擬預(yù)測(cè)，從 137 億年前的宇宙大爆炸時(shí)期到大爆炸后的大約 20 億年時(shí)間里，早期宇宙的星系碰撞十分頻繁，制造出大量游蕩黑洞，數(shù)量甚至超過了星系中心超大質(zhì)量黑洞的數(shù)量。
模擬還發(fā)現(xiàn)，之后，隨著宇宙年齡的增加，許多游蕩的黑洞開始合并，并重新被其他超大質(zhì)量黑洞捕獲，在星系中心與其他超大質(zhì)量黑洞形成雙黑洞系統(tǒng)。不過，依然有很多黑洞在宇宙中徘徊。
研究人員寫道：“羅慕路斯預(yù)測(cè)，許多具有兩個(gè)超大質(zhì)量黑洞的系統(tǒng)是經(jīng)過數(shù)十億年的軌道演化后形成的，而有些超大質(zhì)量黑洞則永遠(yuǎn)無法進(jìn)入星系中央。因此，羅慕路斯模擬發(fā)現(xiàn)，和銀河系差不多質(zhì)量的星系平均擁有 12 個(gè)超大質(zhì)量黑洞，這些黑洞通常都遠(yuǎn)離星系的中央，徘徊在邊緣。”
研究人員指出，“下一步將是尋找這些消失黑洞”在宇宙中存在的“可能特征”，以便不久的將來我們可以親眼觀測(cè)徘徊在星系邊緣的黑洞。
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