12个超大质量黑洞正在银河系周边游弋,盘算着怎样把我们一口吞下



M87星系的晕。ESO
大约有12个本该位于各种星系中心的超大质量黑洞,正在银河系周围游弋,似乎盘算着应该怎样把我们一口吞下。
这是最近天文学家根据计算机模拟得出的一个推论:宇宙中可能存在着大量流浪的超大质量黑洞,我们看不见它们,而饥饿的它们却正在黑暗中期待着与我们不期而遇。
超大质量黑洞通常位于星系的中心。这些黑洞并非善类,它们的质量动辄以百万、百亿甚至千亿个太阳质量计。人类目前发现的质量最大的超大质量黑洞质量相当于1040亿个太阳。
超大质量黑洞的形成仍是个谜。但是据信与早期宇宙在暗物质支配下发生的质量坍缩有关。它们如同宇宙结构中的节点,将各种气体尘埃、恒星行星连接在一起。物质一旦靠近黑洞就会沿着它的赤道形成一个扁平的圆盘状结构——吸积盘,环绕其运行。吸积盘中的物质以越来越快的速度坠向黑洞,并在此过程中释放出大量的能量。吸积盘中的一部分物质最终坠入黑洞,一部分则会沿着黑洞的两极产生极为强大的宇宙辐射:这就是为什么那些进食的黑洞会显得十分明亮的原因。
虽然超大质量黑洞是星系中心的原住民,但是它们的宿主星系却并不保证一直能够将它们锁定在那里。宇宙中的许多星系会通过引力互相影响,形成所谓的星系群或星系团。而一旦两个星系靠得过近,它们就会发生冲突。有一些星系在此过程中会融合在一起。而无论星系冲突的最终结局如何,星系中心的超大质量黑洞都有一定的概率被甩出它原来的住所,成为流浪者。
一些英国科学家最近将所有与黑洞行为有关的已知因素和规律输入了电脑,模拟了它们在几十亿年间的演化过程,并将结果发表在了《英国皇家天文学会月刊》上。
天文学家通过模拟发现,从大约137亿年前开始,早期宇宙星系间的频繁冲突过程,在大约20亿年间产生的流浪超大质量黑洞数量,甚至比仍然呆在星系中心的超大质量黑洞数量还要多。
虽然在此后的漫长时间中,许多流浪的超大质量黑洞通过与星系中心的超大质量黑洞互相俘获形成黑洞对,最终融合在了一起,但是时至今日,仍然有许多超大质量黑洞在流浪。
模拟结果显示,眼下在宇宙中流浪的黑洞总质量占宇宙黑洞总质量的10%。在一个质量相当于银河系的星系周围,平均有12个超大质量黑洞在游弋。而在那些由星系构成的庞大星系团周围,流浪的超大质量黑洞数量可以上千。
这些超大质量黑洞通常位于星系的晕中,距离星系中心十分遥远。研究人员眼下正试图确认这些大家伙是否会留下某种踪迹,以便我们能够“看”到它。

距离地球约65亿光年的COSMOS-Gr30星系群。ESO
参考
Origins and demographics of wandering black holes
https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/503/4/6098/6189716
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