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4000億億個!科學家算出了宇宙中黑洞的數量,占宇宙總品質的1%

作者:科普大世界

黑洞可謂是所有天體中最恐怖的一種,任何物質靠近它都會被它黑黝黝的大口吸進去,但偏偏這種天體在宇宙中的數量還為數不少,曾有天文學家認為僅在銀河系中就有100萬~1億個黑洞,這個數量是相當驚人的,我們也可以說黑洞在銀河系中也是大量存在的,好在迄今為止還沒有發現距離太陽系比較近的黑洞,不用擔心黑洞的引力颠覆太陽系。

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那麼宇宙中有多少個黑洞呢?或許有不少朋友認為這如何去研究呢?應該是個永遠無法知道的謎,然而還真有科學家進行了這方面的研究,并且估算出了可觀測宇宙中黑洞的大緻數值,認為宇宙中黑洞的數量大約為4000億億個。

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​這真是一個吓人的數值。該資料是意大利國際進階研究學院 (SISSA) 的天文研究團隊給出的,這項研究由天體實體學家亞曆克斯·西西裡(Alex Sicilia)帶頭,他們“将恒星和二進制演化的詳細模型與單個星系中恒星形成和金屬富集的先進配方相結合” ,包括“通過單星或雙星演化形成的黑洞,并考慮到黑洞合并的作用,其數量可以根據引力波資料估算,并産生品質稍高的黑洞。”

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​通過這些考量他們計算出在宇宙生命周期内恒星品質黑洞的誕生率是太陽品質的5到160倍,并且認為在如今的可觀測宇宙中,黑洞的總數量可能高達4000億億個,其總品質大約占到可觀測物質的1%左右。

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​該研究團隊還将他們的研究結果與觀測到的引力波資料進行了比較,發現其對黑洞數量和合并率的估計與觀測資料非常吻合。相關研究已發表在1月中旬的《天體實體學雜志》上。

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​黑洞是一種十分神奇的天體,它的品質可以十分巨大,比如銀河系中心黑洞人馬座a*的品質高達太陽品質的431萬倍,而銀河系鄰居仙女座星系的中心黑洞是太陽的1億倍,著名的類星體Ton618巨型黑洞的品質高達太陽的660億倍,但目前已知最大的黑洞名為SDSS J073739.96+384413.2,品質是太陽的1040億倍,這類的黑洞通常都是一個星系或者巨型類型體的引力中心。

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​宇宙中既有品質巨大的巨型黑洞,也有品質類似太陽的恒星級黑洞,目前一般認為有恒星形成的,品質最小的黑洞在太陽品質的3倍以上,它是品質是太陽30倍以上的恒星進入到末期階段時通過超新星爆發形成的,不過有些品質更大的恒星可以不經過超新星爆發階段直接坍縮成黑洞,還有些黑洞則是恒星或中子星相撞形成的,這類恒星的品質通常都在太陽品質的1000倍以下。

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​不過天文學家們認為宇宙中還存在着一些原生黑洞,這些黑洞形成于宇宙誕生後不久的時刻,是當時宇宙中極其緻密的物質區域直接坍縮成的,這樣黑洞有大有小,基本上所有的星系中心黑洞和類星體黑洞都是這樣的原生黑洞演變的,但這樣的黑洞也可以很小,甚至可以比地球小很多,不過這類的黑洞隻是理論上被天文學家們認為存在,還并沒有被實際觀測到過。

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​目前被科學家們觀測到并可以确認存在的黑洞數量還不到100個,被人類真正拍到照片的黑洞隻有一個,它就是5500萬光年外的 M87中心黑洞,為了觀測它,科學家們利用分布在地球各地的八座巨大的射電望遠鏡勾勒出了一個“像地球一樣大的”觀測裝置,花費了數年時間才拍攝并制作出這個黑洞的照片。

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​但實際上人類能看到的也隻是這個黑洞周圍的吸積盤,因為黑洞本身是不發光的,是以我們無法看到他,隻能是認為它就隐藏在橙黃色的吸積盤中間的虛空部分。

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​參考資料:

《光明網》2022年1月20日文章《宇宙中究竟有多少個黑洞?最新數字4000億億個》

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