天文学家:可能每个星团的黑洞多达几十个,宇宙黑洞泛滥?( 二 )


Palomar 5地球所在的太阳系由恒星和行星共同组成 , 在我们看来巨大的太阳系 , 却只是银河系中微小的一部分 , 银河系中除了有诸多星系之外还有约150个星团 , 它们的诞生时间和银河系差不多 , 天文学家通过观测发现 , 其中的一个星团当中可能有几十个黑洞存在 。
Palomar 5也叫帕洛玛五号 , 它是位于银河系巨蛇座的一个球状星团 , 1950年时被沃尔特·巴德发现 。 在观测的图片中显示 , 帕洛玛五号的星团非常稀疏 , 还带有一条很长很亮的尾巴 , 这条尾巴正是它在银河系引力作用之息下喷射出的潮汐流 , 也可以叫做恒星流 。 据科学家模拟该星团的演化后推测 , 这一星团之内存在的数量可能在几十个到几百个之间不等 , 星团总质量中至少有20%是被黑洞占据 。
帕洛玛五号之所以看起来十分的稀疏蓬松 , 正是这些黑洞的引力使其不断膨胀 , 在这个过程当中星团中的许多恒星逃逸出来 , 变成了银河系最长最亮的尾巴 。 黑洞会在持续作用之下越来越多 , 而且据霍金的黑洞面积定理 , 这之中的黑洞可以进行撞击合成 , 因此天文学家推测多年之后 , 帕洛玛五号星团之内的所有恒星都会消失 , 完全被黑洞所占据 。
通过该星团的演化模型 , 天文学家认为 , 星系当中存在的潮汐流可能都是由星团之中的黑洞膨胀 , 在引力之下恒星发生逃逸而形成的 , 每个星团的黑洞多达几十个 , 如果真的是这样 , 宇宙当中黑洞的数量可能会超乎我们的想象 , 当真是“黑洞泛滥”了 。
这些藏匿在星团之中的恒星级黑洞 , 究竟是由内部的恒星演化塌缩得来的?还是有我们尚未了解到的其他原因?目前咱们无从得知 , 但是帕洛玛五号作为一个典例 , 给了我们推测其他星团内部结构组成的依据 , 因此也可以认为这是一个里程碑式的发现了!
球状星团球状星团属于银河系中的古老成员了 , 据推测它的年龄在100亿年左右 , 差不多和银河系同时诞生 。 它们的外形和球形十分相像 , 其中有数万颗恒星 , 在球心的部位恒星最为密集 。 越大的星系拥有的球状星团越多 , 比如银河系的隔壁邻居仙女座星系中 , 就有500个以上 。
目前银河系当中的球状星团大部分分布在距离银心距5kpc的位置上 , 有着一定的对称性 。 目前推测其中具有多个黑洞的球状星团主要有M15、半人马座w、仙女座G1等 。 M15位于银河系当中 , 它的中心密度非常高 , 大概是太阳周围恒星密度的20倍以上 , 距离我们较近 , 大概在3.3万光年左右 , 便于观测 。
但是现在学术界对于M15中心黑洞的说法各执一词 , 有人认为这之中存在着大质量黑洞 , 也有人认为它和帕洛玛五号一样存在着几十个黑洞 。
球状星团和太阳系内的小行星价值类似 , 可以作为我们观察星系以及恒星的前世今生的活化石 , 它们保留了星系最开始的化学条件和运动规律 , 可以帮助我们揭开银河系来源的谜题 。 除此之外 , 球状星团之内恒星的演化也是观测重点 , 它之中的黑洞到底是从何而来 , 也许我们能从恒星的漫长演化当中找到答案 。
另外 , 球状星团之中的小尾巴也是现在天文学家重点研究的对象 , 这种恒星流 , 指的是在巨大的潮汐引力之下 , 星系发生扭曲 , 甚至瓦解 , 被拉成了我们看到的银河的模样 。
但是帕洛玛五号的小尾巴形成原因又有所不同 , 是因为星团当中存在着多个黑洞 , 在引力作用之下将这些恒星“挤出来了” , 它们汇聚在一起成为了星流 。 这种星系之间的潮汐作用机制 , 是探索星系瓦解的关键 。
首张黑洞照片大家都知道 , 在宇宙当中给天体拍张照片还是很难的 , 更不要提黑洞了 。 因此这么多年当中 , 虽然我们完善了黑洞的大多数理论 , 也推测出宇宙当中存在着多个黑洞 , 但是给它们拍摄照片这种高难度的事情 , 到目前为止就只完成一次 。
在拍摄之前 , 主要确定了两个对象 , 第一个就是梅西耶87 , 也就是我们所说的M87 , 它距离我们大概5500万光年 , 另外一个就是银河系中心的黑洞了 。
终于在8台望远镜为期半个月的拍摄之下 , 我们得到了一张合成的黑洞照片 , 与我们的黑洞模型所差无几 , 在黑洞的周围有着巨大的吸积盘 , 在散发着光芒 , 而中心那个暗部就是黑洞本身了 。


科学家们还通过黑洞阴影和圆环大小计算出黑洞质量约为65亿个太阳质量 , 支持通过恒星动力学计算出的黑洞质量 。

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