超大质量黑洞(白洞比黑洞恐怖1000000倍)

超大质量黑洞的大小有理论极限吗?

根据史瓦西半径的定义,黑洞的大小与其质量有关。大质量意味着黑洞的边界被放大,因为更大的质量使得时间空在更大的区域内弯曲。但需要注意的是,史瓦西半径并不是指一个实际的表面,而是指空弯曲到逃逸速度超过光速的点时,超出这个表面的面积。换句话说,这么小的体积里有这么大的质量,引力把时间空弯曲到连光都逃不掉的程度。因为没有光的反射,黑洞是黑色的。

图示:室女座超巨星椭圆星系室女座A星系(M87)核心的超大质量黑洞,估计质量约为太阳的65亿倍。这张照片是由视界望远镜拍摄的,这是历史上第一张真实的黑洞照片。

虽然理论上超大质量黑洞可以无限增长,但理论上还是有一个最大值。传统的吸积盘方法解释了它的增长。当气体接近超大质量黑洞时,受到引力的吸引,穿过光子球,螺旋进入视界外的黑洞时被吸进圆盘(光无法逃逸出边界)。上限是500亿M☉(太阳质量)。此时,或者通常在达到这个点之前,气体会被耗尽,超大质量黑洞无法获得更多质量,除非潮汐干扰偶尔靠近的恒星。潮汐扰动事件是指恒星离黑洞太近,被黑洞的潮汐力拉走。

插图:第一部分:艺术家描绘了一个超大质量黑洞从邻近恒星泵出物质。下图:超大质量黑洞的X射线图像。下图:超大质量黑洞的光学图像。

但是超大质量黑洞可以通过黑洞合并超过这个极限,这是星系合并造成的;星系合并时,两个星系中心的超大质量黑洞会在某个时刻进入引力之舞,相互缠绕,最终合并成一个更大的超大质量黑洞。还要注意,随着星系合并,一些气体和恒星会再次靠近黑洞,这意味着物质出现在黑洞附近,至少有一部分物质可以螺旋进入黑洞,使黑洞获得更多的质量。

上图是两个正在合并的星系——位于犬星座的ngc2207,它点燃了超大质量黑洞(主星系中心的亮点)。星系合并是活动星系核最有可能的原因。图片来自ESO

所以目前超大质量黑洞的质量上限只取决于目前的宇宙。在更多的时间和更多的星系合并后,这个上限可能会提高。然而,由于暗能量(加速空之间膨胀的力)分离了大多数星系,星系合并不会无限发生,因此超大质量黑洞不会无限增长。

图示:吸积盘吸积超大质量黑洞概念图。

超大质量黑洞(SMBH或有时SBH)是最大类型的黑洞,其质量是太阳质量(M)的几十万到几十亿倍。黑洞是一种经历过引力坍缩的天体。它形成的球体空是任何物体都逃不掉的,甚至光也逃不掉。观测证据表明,几乎所有大型星系的中心都有一个超大质量黑洞。在银河系中,超大质量黑洞相当于银河系中心人马座A*的位置。星际气体吸积到超大质量黑洞中是驱动类星体和其他类型活动星系核的原因。、

相关知识

黑洞(英文:Black hole)就是空显示重力加速度强到没有粒子甚至电磁辐射的时候,比如光无法逃逸的区域。广义相对论预言,当质量紧到足以扭曲空,就会形成黑洞;不可能逃离这个区域的边界叫做视界(英文:event horizon)。

插图:模拟大麦哲伦星云前方黑洞的图像。请注意引力透镜效应产生了两张高度扭曲的星云图像。在顶部,银河系的圆盘扭曲成一个弧形。

虽然视界对穿过它的物体的命运和处境有很大影响,但这方面的观测似乎未能探测到任何特征。在许多方面,黑洞就像一个理想的黑体。它不反光。另外空中的量子场论在弯曲时预言,事件视界发出的霍金辐射和黑体的光谱一样,可以用来测量与质量成反比的温度。在一个恒星质量的黑洞中,这个温度高达几十亿K,所以基本上无法观测到。

参考数据

1.维基百科全书

2.天文术语

3.Quora

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