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在銀河系的中心，有一個巨大的黑洞，被科學家稱為人馬座A*。在直徑10萬-20萬光年的銀河系中，它憑借著超過太陽400萬倍的質(zhì)量，占據(jù)著絕對的主宰地位。  點擊加載圖片 （圖片說明：TON 618和太陽系海王星軌道的對比） 不過，在宇宙中，比人馬座A*大得多的黑洞比比皆是。迄今為止，科學家發(fā)現(xiàn)最巨大的黑洞，叫做TON 618，位于104億光年之外，它的質(zhì)量竟然達到了太陽的660億倍！ 按說這些超大質(zhì)量黑洞一直在進行著自己的饕餮盛宴，吞噬周圍的天體。在這個過程中，黑洞周圍會形成耀眼的吸積盤以及強大的相對論性噴流，這都是我們間接觀測黑洞的重要線索。然而，在A2261-BCG星系中，科學家們卻遭遇到了黑洞研究的滑鐵盧。 宇宙巨獸  點擊加載圖片 （圖片說明：Abell 2261） 2000年，科學家們首次在27億光年外發(fā)現(xiàn)了這個星系，位于一個名為Abell 2261的巨大星系團中。我們知道，星系團是一種非常巨大的宇宙結(jié)構(gòu)，成百上千個星系在引力的作用下被束縛在一起。通常來說，星系團中會有一個星系尤其巨大、明亮，而且經(jīng)常位于星系團的中心，主宰著整個星系團，這種星系被稱為cD星系，或者星系團最亮星系（BCG）。 即便是在這種cD星系中，A2261-BCG的尺寸結(jié)構(gòu)也是非常驚人的。我們的銀河系在宇宙中已經(jīng)不算小了，但是它還要更大，直徑達到了100萬光年！而且，它的核心也大得驚人，直徑達到了1萬光年，比大小麥哲倫星系整體還要巨大，這也是迄今為止科學家發(fā)現(xiàn)的最巨大的星系核。  點擊加載圖片 （圖片說明：大麥哲倫星系） 我們知道，星系的中心通常都會有一個超大質(zhì)量黑洞。而根據(jù)A2261-BCG星系核的尺寸，再以銀河系的數(shù)據(jù)進行等比例放大，那么這個星系中心處應(yīng)該有一個非常巨大的超大質(zhì)量黑洞，其質(zhì)量最大有可能達到太陽的1000億倍，比TON 618還要大！ 然而，這么大的黑洞，竟然無影無蹤，科學家花了大量的時間，卻什么也看不到…… 消失了的超大質(zhì)量黑洞  點擊加載圖片 根據(jù)計算可知，這個黑洞的史瓦西半徑有可能達到了數(shù)千億公里。再考慮到它恐怖的吞噬能力，應(yīng)該會有非常明亮、巨大的吸積盤才是。可是，即便利用了世界上最強大的觀測設(shè)備，如錢德拉X射線望遠鏡、甚大望遠鏡陣列以及哈勃太空望遠鏡這些鼎鼎大名的黑洞捕捉高手，科學家仍然沒有在這里找到任何存在超大質(zhì)量黑洞的痕跡。 它去哪了呢？ 多年以來，科學家們提出了許多猜測，但是都沒有得到證實。最近，密歇根大學安阿伯分校的天文學家Kayhan Gultekin提出了猜測可謂是石破天驚：這個龐然大物被踢出星系了！  點擊加載圖片 被流放的黑洞？ 這個想法看似非常大膽，但絕對不算是荒謬。我們知道，宇宙中星系之間的碰撞是非常普遍的現(xiàn)象，我們的銀河系也經(jīng)歷過多次碰撞。在這個過程中，星系通常會因為融合而更加壯大，中心的超大質(zhì)量黑洞也是如此。 在黑洞并合的過程中，會產(chǎn)生強大的引力波，在宇宙空間上產(chǎn)生漣漪。如果引力波非常不平衡，在某一個方向上特別強，那么其反沖力就有可能將黑洞甩出星系。 即便如此，這個想法也的確比較新鮮。首先，兩個超大質(zhì)量黑洞到底能不能合并，本就是一個未知數(shù)。  點擊加載圖片 模擬數(shù)據(jù)表明，隨著兩個超大質(zhì)量黑洞不斷靠近彼此，它們之間傳輸能量的空間也在不斷被擠壓。當二者的距離不足1秒差距，也就是3.26光年時，它們之間的距離已經(jīng)不足以允許它們進一步靠近彼此，最終使得它們形成了一個雙超大質(zhì)量黑洞的組合穩(wěn)定存在至少數(shù)十億年，這就是所謂“最后1秒差距”問題。 不過，理論終究只是理論，還需要現(xiàn)實觀測的證明。而觀測數(shù)據(jù)表明，A2261-BCG星系中確實有可能發(fā)生了這樣匪夷所思的事情。2012年的時候，就有科學家提出理論，指出在雙黑洞并合的過程中，會有大量的恒星被噴射出來，使得這片區(qū)域劇烈膨脹，而A2261-BCG核心周圍2000光年的范圍內(nèi)都有著極其密集的恒星，或許就與此有關(guān)。  點擊加載圖片 星系核心的秘密 為此，Gultekin和他的團隊通過太空中的錢德拉X射線望遠鏡對A2261-BCG的星系核進行了仔細的觀測，希望能夠找到相關(guān)的證據(jù)。有證據(jù)表明，這個星系中心的最后一次超大質(zhì)量黑洞活躍的現(xiàn)象，出現(xiàn)在大約4800萬年前。因此，他們對這個區(qū)域進行了深入的觀測。與此同時，他們還分析了星系核附近的恒星密度，來尋找他們想要的答案。 結(jié)果令人欣喜，他們發(fā)現(xiàn)，隨著距離星系最中心越來越近，星際熱氣體的密度的確有降低的趨勢。也就是說，這個星系內(nèi)星際氣體最密集的地方不是正中心，而是在星系核周圍的區(qū)域。  點擊加載圖片 而在他們觀測的區(qū)域內(nèi)，的確沒有任何與超大質(zhì)量黑洞活動有關(guān)的X射線信號。這意味著，這個超大質(zhì)量黑洞可能確實不在星系中心，而且被甩出去的范圍比研究人員想象得要更遠。因此，未來他們需要更加先進的觀測設(shè)備和更加大范圍的搜索，來證明這個猜想。 另外還有一種可能，那就是星系中心仍然有超大質(zhì)量黑洞，只不過它并沒有在吞噬。我們知道，作為人類觀測黑洞的主要目標，吸積盤和相對論性噴流都是在黑洞吞噬過程中才會出現(xiàn)，一旦黑洞停止吞噬，就真的什么也看不見了。也許這個黑洞已經(jīng)歸于沉寂，才導致我們觀測不到。  點擊加載圖片 不管怎么說，一個如此巨大的黑洞莫名其妙就消失了，實在還是有些匪夷所思的。這里一定有什么我們還不了解的宇宙秘密，等著科學家去探索。畢竟，能夠把質(zhì)量可能達到太陽1000億倍的巨大黑洞搞得蹤跡全無，這個機制一定非常驚人。 |
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