黑洞的質(zhì)量比太陽大數(shù)十億倍的觀點長期以來一直是一個理論。赫德福德郡大學(xué)的馬丁·克勞斯解釋說，當(dāng)前的天文學(xué)家通過研究進一步支持了這一觀點。

無論您是研究雨林還是外太空，對自然世界的觀察常常會產(chǎn)生意想不到的結(jié)果，甚至新的謎團。當(dāng)射電天文學(xué)于20 世紀(jì)50 年代興起時，我們并不知道它會帶來一個新發(fā)現(xiàn)：所有星系，包括我們的銀河系，似乎都擁有令人驚訝的中心質(zhì)量，是太陽的數(shù)十億倍。驚人的巨大黑洞。

幾十年后，我們?nèi)匀粵]有證據(jù)證明這些被稱為超大質(zhì)量黑洞的龐然大物是真實存在的。但發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》 上的新研究也許有一天能夠幫助我們。

早期射電天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一些星系會發(fā)射無線電波（一種電磁輻射）。在發(fā)現(xiàn)星系時不時發(fā)生碰撞合并后，他們自然會想，這是否可能與射電的釋放有關(guān)。然而，經(jīng)過更精確的觀察，這個想法被否定了。

幸運的是，他們發(fā)現(xiàn)這些無線電波是通過又長又窄的射流釋放的。而這意味著，這股神秘力量來自于銀河系中心的一個極小的區(qū)域。同時，這些無線電波也非常強大，通常比一個星系中所有恒星的亮度總和還亮。對于如此巨大的能量是如何產(chǎn)生的有很多解釋。最后，在20世紀(jì)70年代，科學(xué)家提出這種巨大能量的真正原因是超大質(zhì)量黑洞的存在。今天，這種物質(zhì)被稱為類星體。

利用理論模型，科學(xué)家估計這種物質(zhì)的質(zhì)量相當(dāng)于整個小星系的質(zhì)量，并且與地球繞太陽運行的軌道的大小大致相同。但由于只有部分星系會產(chǎn)生大量能量爆發(fā)，我們不知道超大質(zhì)量黑洞的存在是否普遍存在。直到1990年哈勃太空望遠鏡誕生，銀河系附近星系不產(chǎn)生射電暴的問題才終于被研究出來。那么問題是，它們的中心是否含有超大質(zhì)量黑洞？

結(jié)論是，大多數(shù)不發(fā)光星系的中心都有超大質(zhì)量黑洞，因為天文學(xué)家觀察到星系中心存在引力質(zhì)量，它可以影響周圍物質(zhì)而不發(fā)光。甚至有證據(jù)表明，銀河系中心存在一個超大質(zhì)量黑洞，目前被稱為人馬座A。因此，在這種情況下，天文學(xué)家更加確信超大質(zhì)量黑洞是真實存在的，他們或許也能夠解釋某些星系中異常巨大的能量爆發(fā)現(xiàn)象。

雖然一些超大質(zhì)量黑洞釋放的噴流源自黑洞周圍而不是黑洞本身，但這仍然不足以支持上述結(jié)論。那么問題來了，我們?nèi)绾巫C明黑洞的存在呢？首先，黑洞的概念是基于愛因斯坦的廣義相對論。它指的是空間中任何光和物質(zhì)都無法逃脫的有限區(qū)域。事實上，探測黑洞對于天文學(xué)家來說是一項非常困難的任務(wù)，因為他們需要觀察一種不釋放任何東西的物質(zhì)。

從質(zhì)量相當(dāng)于恒星的小黑洞來看，確實發(fā)現(xiàn)了一個證據(jù)，那就是兩個這種大小的物質(zhì)合并時會產(chǎn)生引力波。引力波是太空中的小波動，于2015 年首次被正式記錄。這一發(fā)現(xiàn)證明黑洞有時成對出現(xiàn)，并且確實是通過合并產(chǎn)生的。這樣的發(fā)現(xiàn)堪稱巨大的成功，并于2017年獲得了諾貝爾獎。

然后，我們也更好地了解了正常大小的黑洞從何而來。事實上，黑洞是由比太陽質(zhì)量大得多的恒星生命結(jié)束后留下的物質(zhì)形成的。然而，圍繞超大質(zhì)量黑洞的存在和起源的謎團仍未解開。

旋轉(zhuǎn)黑洞通過目前的發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，許多超大質(zhì)量黑洞產(chǎn)生的射電射流實際上是這些物質(zhì)成對出現(xiàn)并相互圍繞旋轉(zhuǎn)的結(jié)果。這個結(jié)論是通過使用計算機模型比較觀察到的無線電模式的范圍得出的。

此外，次生黑洞釋放的射電噴流是由主黑洞數(shù)百年甚至數(shù)千年的周期性方位角變化產(chǎn)生的。與此同時，科學(xué)家們還意識到，噴流方向的周期性變化會在星系中心的射電模式中非常清晰地顯現(xiàn)出來。

通過對射電星系樣本的研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種模式存在于75%的射電星系樣本中，并提出超大質(zhì)量黑洞的配對現(xiàn)象是一種規(guī)律而不是例外。事實上，這種配對被認(rèn)為是由星系合并引起的。每個星系都包含一個超大質(zhì)量黑洞。因為它們比所有其他恒星重，所以它們下沉到新形成的星系的中心。這是他們第一次成為親密的一對，然后他們就暴露在引力波之下。合并下發(fā)布。

盡管相關(guān)觀測為超大質(zhì)量黑洞對的存在提供了部分證據(jù)，但這并不是完整的證據(jù)。我們觀察到的仍然只是黑洞帶來的一些間接跡象。就像普通黑洞一樣，一對完整的超大質(zhì)量黑洞存在的證據(jù)需要檢測它們發(fā)出的引力波。

然而，目前的引力波望遠鏡只能探測到質(zhì)量恒定的黑洞產(chǎn)生的引力波。這是因為它們繞彼此運行的速度非常快，并產(chǎn)生更高頻率的引力波，而目前的技術(shù)只能讓我們檢測到。但下一代設(shè)備將能夠探測可能來自成對超大質(zhì)量黑洞的低頻引力波。在首次提出超大質(zhì)量黑洞對半個世紀(jì)后，未來的技術(shù)將最終證實它們的存在，這對科學(xué)家來說將是一個激動人心的時刻。

參考文獻1.WJ百科

2. 天文學(xué)術(shù)語

3. 對話-宇宙雜志-王曼婷

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