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听到了集结号?成千上万的黑洞为何会如此规整地聚集在银河系中心?

星空天文 2018-09-14 16:35:44 阅读:

科学家发现每个星系中心都可能有成千上万的黑洞规整地集结在一起。

听到了集结号?成千上万的黑洞为何会如此规整地聚集在银河系中心?

星系中心大多存在一个超大质量黑洞,而根据最近的研究,这个黑洞周围可能还会存在一个由大量较小黑洞和较大恒星构成的盘面。NASA

听到了集结号?成千上万的黑洞为何会如此规整地聚集在银河系中心?

天鹅座X-1可能是一个恒星级黑洞。这是它的示意图。NASA

大部分星系中心都有至少一个质量非常大的黑洞。而一篇最近发表在《物理学评论通讯》杂志上的文章认为,在这样的超大质量黑洞周围,不但聚集着成千上万个质量较小的恒星级黑洞,而且它们还会形成一个圆盘状的结构,围绕星系中心运行。

这个结论是匈牙利厄特沃什大学的天体物理学家们得出的。相关研究人员表示,此前人们一直认为在这些地方,各种质量级别的天体会均匀地分布在超大质量黑洞周围。但计算机模拟结果表明,星系中心附近的恒星级黑洞,以及部分质量较大的恒星会从中分离出来,形成一个独立的盘面。

在超大质量黑洞周围运行的天体会受一种特殊的引力效应影响,这种效应经过长期累积后,会使其中部分质量最大的天体运行轨道趋同,形成一个圆形盘面。

研究人员将星系中心天体的行为方式和蜜蜂的飞行方式进行了比较。成群的蜜蜂会围绕蜂巢作随机飞行,而恒星级天体会围绕星系中心以一种更为有序的方式运动。它们的轨道近似椭圆形,且在各自的平面上运行。

而在这种效应的作用下,星系中心的几乎所有恒星级黑洞会集结在一个圆盘状的平面附近;质量较小的天体,比如一般恒星,则更倾向于分散在一个球状区域内。

恒星级黑洞大多是大质量恒星死后制造出来的。而星系中心附近的恒星形成方式通常有两种。一种是星际气体被压缩,进而在超大质量黑洞周围形成新的恒星;另一种和球状星团有关。球状星团一旦闯入星系中心,就有可能被超大质量黑洞撕裂。新的恒星随后便有机会从其残骸中诞生。但无论是哪种情况,都不妨碍星系中心形成这样一个恒星级黑洞盘。这也意味着,所有的星系中心可能都存在类似的黑洞盘。

研究人员还认为,黑洞盘的存在能够解释为什么我们探测到的黑洞合并引力波事件出乎意料地频繁。黑洞合并要求两个黑洞能够靠得足够近。而在黑洞盘中,黑洞的密度显然有可能更高,黑洞合并的概率因此也会变高。

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