如果把太阳比作一粒芝麻,那么银河系中心那个质量约430万个太阳的超大质量黑洞,已经像一座高山。
可在宇宙深处,还存在一个让所有天文学家都感到震撼的"怪物"——TON 618。
它不是普通黑洞,而是目前已知质量最大的黑洞之一,质量高达约660亿倍太阳质量。如此庞大的质量,已经彻底超出了普通人的想象。
那么,它到底有多恐怖?
一个黑洞,相当于660亿颗太阳
TON 618距离地球约104亿光年,位于猎犬座方向。
它最初并不是作为黑洞被发现,而是在1957年的天体巡天中,被误认为是一颗普通恒星。直到后来天文学家利用光谱分析才发现,它其实是一颗极其明亮的类星体(Quasar),而其中央隐藏着一个超级黑洞。
目前主流研究认为:
黑洞质量:约660亿倍太阳质量
距离地球:约104亿光年
属于超大质量黑洞(Supermassive Black Hole)
作为比较:
太阳质量:1倍
银河系中心人马座A*:约430万倍太阳质量
M87星系黑洞:约65亿倍太阳质量
TON 618:约660亿倍太阳质量
也就是说,它的质量约是银河系中心黑洞的1.5万倍。
它到底有多大?
很多人认为黑洞只是一个无限小的点。
实际上,真正决定黑洞大小的是史瓦西半径(事件视界半径)。
根据计算:
TON 618的事件视界半径约为1300亿公里左右。
什么意思?
如果把太阳放在中心:
它的事件视界几乎可以覆盖整个太阳系。
作为参考:
水星距离太阳5800万公里
地球距离太阳1.5亿公里
木星约7.8亿公里
海王星约45亿公里
而TON 618的半径约1300亿公里,直径接近2600亿公里。
换句话说,它的"黑洞边界"已经远远超过海王星轨道,甚至比许多恒星系统还要庞大。
连光都逃不掉
黑洞最可怕的地方,不是它会"吞噬一切",而是一旦进入事件视界,连宇宙中速度最快的光都无法逃脱。
根据爱因斯坦广义相对论:
逃逸速度达到光速时,就形成了黑洞。
而TON 618周围的时空已经被压缩得极其夸张。
如果一艘飞船不断接近它:
远处的人会看到飞船越来越慢;
船上的时间会越来越缓慢;
最终,它仿佛静止在黑洞边缘,随后彻底消失。
这种时间膨胀,并不是科幻,而是已经被大量实验验证的相对论效应。
每天都在疯狂吞噬物质
TON 618之所以如此明亮,是因为它仍然处于活跃吸积阶段。
黑洞本身不会发光。
真正发光的是围绕它高速旋转的吸积盘。
这些气体在掉入黑洞之前,会被加热到数万甚至数十万摄氏度,释放出极其强烈的紫外线、X射线和可见光。
研究估算:
TON 618每年吞噬的物质可达到几十个太阳质量。
正因为如此,它释放出的能量甚至超过整个银河系数千亿颗恒星的总和。
它也是目前宇宙中最亮的类星体之一。
为什么宇宙能诞生这样的"怪物"?
真正让科学家困惑的,不是TON 618有多大,而是它为什么能长这么大。
按照普通黑洞成长模型:
恒星坍缩形成黑洞;
不断吞噬物质;
数十亿年后成长为超大质量黑洞。
问题在于:
TON 618形成于宇宙还比较年轻的时期。
要在有限时间里增长到660亿个太阳质量,需要极高的吸积效率,甚至可能经历过多次巨大黑洞合并。
因此,目前主要存在几种解释:
第一种,是它拥有一个质量极高的初始黑洞种子;
第二种,是长期保持接近理论极限的吸积速度;
第三种,则是在漫长演化过程中不断与其他超大质量黑洞合并。
不过,究竟是哪一种机制起主导作用,目前仍没有定论。
数据对比,更能感受它的恐怖
下面几组数据,足以说明TON 618究竟有多夸张。
天体
质量
太阳
1倍
人马座A*
430万倍太阳
M87中心黑洞
65亿倍太阳
TON 618
约660亿倍太阳
再看事件视界:
地球绕太阳一圈:约3亿公里轨道直径
海王星轨道直径:约90亿公里
TON 618事件视界直径:约2600亿公里
可以说,它已经不是"巨大",而是完全超出了太阳系尺度。
宇宙最大的黑洞,或许还不是终点
虽然TON 618长期被称为"宇宙最大黑洞之一",但科学家并不敢断言它就是绝对第一。
随着韦伯空间望远镜等新一代观测设备投入使用,未来仍有可能发现质量更高、更古老的超大质量黑洞。
宇宙可观测范围内约有两万亿个星系,每个大型星系中心几乎都存在超大质量黑洞。在如此庞大的宇宙中,TON 618或许只是目前人类能够观测到的"冰山一角"。
也正因为如此,TON 618真正令人敬畏的,并非它吞噬了多少物质,而是它提醒着我们:在人类已经认识的宇宙之外,或许还隐藏着更多超越想象的天体,等待未来的天文学家去揭开谜底。
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