超大黑洞“挟持”6星系,宇宙纤维网藏着什么?

寻琴观看商业 2025-02-05 02:23:01

一个研究小组借助欧洲南方天文台的强大望远镜,在距离地球130亿光年的遥远天际,发现了一个极为奇特的宇宙纤维网结构——一个超大质量黑洞竟将6个星系牢牢困在它周围的纤维网之中。

大家现在看到的这张图片,是研究人员依据数据模拟出的宇宙纤维网。图片中心那个极为明亮、巨大的发光天体,是编号为SDSSG1030的类星体。类星体其实就是活跃的星系核,它是由于星系核心的超大质量黑洞吞噬了大量物质,从而形成十分明亮的吸积盘而得名。

通常情况下,发现类星体就意味着发现了一个正在吞噬物质的超大质量黑洞。经测算,此次发现的超大质量黑洞质量约为太阳的10亿多倍,而其旁边那6个发光的小亮点,便是被这个黑洞强大引力所困住的6个星系。从图中我们还能清晰地看到,在黑洞和星系的周围存在着明显的丝状结构,黑洞以及这6个星系都位于这些长长的丝线之上,而这个丝状结构就是被称为宇宙纤维网的网状结构。

宇宙纤维网

宇宙纤维网是宇宙的大尺度结构。在宇宙诞生之初,由于引力的作用,气体物质逐渐聚集,形成了物质密集的区域;而那些没有气体物质聚集的区域则形成了毫无物质的空洞。于是,在大尺度上便形成了这样独特的网状结构。从纤维网的形成过程我们可以得知,丝线之上聚集了大量的气体物质,而这些物质正是形成星系的原始材料。

这种聚集为星系以及恒星的诞生创造了有利条件。如今我们所看到的星系,都是在纤维网的丝线中诞生的,它们就如同凝聚的珍珠一般,一颗颗挂在丝线之上,而丝线则源源不断地为它们的形成提供着最为原始的物质基础。

在长期的研究中,科学家们将黑洞分为4类,分别是原初黑洞、恒星级黑洞、中等质量黑洞以及超大质量黑洞。其中,原初黑洞和中等质量黑洞目前还仅仅存在于理论层面,在现实中,我们尚未发现这两类黑洞的踪迹。

原初黑洞

而恒星级黑洞和超大质量黑洞则是目前已经被发现并确认存在的。恒星级黑洞指的是质量为太阳十几到几十倍的黑洞,这类黑洞是由大质量恒星发生超新星爆发后演化而来的。

恒星级黑洞

超大质量黑洞则是质量达到太阳百万乃至上亿倍的一类黑洞。根据长期的观测研究,每个星系的中心都应该存在着一颗超大质量黑洞。

例如,银河系中心就有一个质量约为太阳430多万倍的超大质量黑洞;人类拍摄的第一张黑洞照片,拍摄的便是M87星系中心的超大质量黑洞,其质量高达太阳的65亿倍。

M87星系中心的超大质量黑洞

对于这种超大质量黑洞为何如此巨大,其具体的形成原因一直是科学界的未解之谜。虽然我们知道黑洞可以通过吞噬物质来增加自身质量,只要时间足够长、物质足够多,将恒星级黑洞转变为超大质量黑洞似乎并非难以理解。

但在长期的观测中,科学家们发现,在宇宙刚诞生的最初10亿年间,超大质量黑洞就已经普遍存在。就像这次发现的这个距离地球130亿光年的超大质量黑洞,它的形成时间大约距离宇宙大爆炸仅9亿年左右。这就意味着,当宇宙中的第一批恒星演化形成黑洞后,它们必须在宇宙诞生的最初10亿年间吸收足够多的物质,才能形成超大质量黑洞。

可问题是,在此之前,天文学家一直没有找到如此密集且充足的可供黑洞吞噬的气体物质。也就是说,在此次发现之前,科学家并不清楚在这个时期,黑洞究竟是从何处获取了如此庞大的可供其吞噬的气体物质。而这次的发现似乎为解开这个谜题提供了线索。正如前面所说,宇宙纤维网中的丝线结构为恒星以及星系的形成提供了充足的原始材料。

詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄的宇宙纤维网

宇宙纤维网是目前首次在这个时期发现的最为致密且庞大的纤维结构,并且在黑洞周围还有被困住的6个星系。所以,这个发现为超大质量黑洞的形成提供了一种可能的解释,即致密的纤维网和其中的星系为超大质量黑洞的形成提供了充足的气体物质。

但这一发现似乎又将问题引向了一个新的方向,如此庞大且致密的纤维结构在早期宇宙中是如何快速形成的呢?目前,研究人员也正在努力寻找这一现象的答案。不过,他们提出了一种可能的解释,认为这或许与暗物质有关。我们至今都对暗物质究竟是什么知之甚少,又该如何借助暗物质来解释这个令人费解的现象呢?

在浩瀚无垠的宇宙面前,人类显得如此渺小。宇宙中存在着太多我们无法了解、无法解释的奥秘。而人类究竟要到何时才能将这些奥秘一一揭开呢?

【文本来源@窥探宇宙的视频内容】

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