絕大多數大型星系都有一個黑洞作為核心?

孤獨的黑洞

絕大多數大型星系,包括我們的銀河系在內,都有一個黑洞作為核心。這個黑洞密度極大,質量是太陽的幾億倍。儘管黑洞自身無法被探測到,但是它們所吞噬的物質在渦流中摩擦、發熱,產生大量的輻射,可以被人類的射電望遠鏡捕捉到。那些在黑洞附近因被吞噬而產生強大輻射的星體被稱為類星體,其光芒四射,即使是最亮的星系也為之相形見絀。

要維持類星體旺盛的輻射,黑洞就必須不停地吞噬自己生活在其中的星系。所以,在黑洞周圍有一個供它吞噬的星系應該是理所當然的事情。不過當人們在現實中驗證理論時,卻常常出現意想不到的情況。

在一次普通的天文學研究中,一支國際聯合考察隊利用哈勃天文望遠鏡和位於智利北部的ESO甚大天文望遠鏡觀察了20個與地球距離相對適中的類星體,希望對它們所在的星系進行研究。觀測類星體所在的星系是一項極具挑戰的任務,因為類星體比其所在的星系亮很多,會掩蓋掉星系的外觀結構。為了克服這個難題,天文學家發明了一個全新的辦法,將哈勃望遠鏡拍攝到的清晰影像以及ESO甚大望遠鏡的光譜結果放在一起進行對比分析,這樣就能知道某個類星體所在星系的情況。

結果在其中19個類星體的周圍,天文學家們都不出所料地找到了環繞在周圍的星系。但是在一個距離我們50億光年,名為HE0450-2958的類星體周圍,天文學家們卻找不到一點星系存在的跡象,僅僅在距離其2500光年的地方發現了一個電離氣體雲。

在一個巨大的黑洞附近卻找不到為其提供給養的星系的任何蹤影。這令天文學界大為驚訝。為了解釋這種現象,天文學家們提出了幾種猜想:

1。這個“孤獨”的類星體可能還是有自己的星系的,只是這個星系太小,太暗,以至於我們根本觀察不到。如果它真的存在,那麼它的亮度最多隻有正常星系的1/6,或者半徑只有區區300光年。而大多數類星體的星系半徑都要達到3000到25000光年。

2。這個類星體並不是從一開始就“裸奔”。可能是在一場星系與星系的劇烈衝撞中,不知怎的,另一個被碰撞的星系完全崩解然後消失了。不過科學家們承認,很難想象一個星系整個崩解是什麼樣子。

3。也許環繞這個類星體的星系完全是由看不見的暗物質組成的。暗物質是一種理論上的物質,佔宇宙全部物質的1/4,但是用我們現在的技術無法直接觀察到。這個假想具有相當的吸引力。

前兩種猜想可以透過計算機模擬來判定是否可能。要想判定第三種猜想是否正確,就需要在黑洞周圍仔細尋找引力透鏡化的蛛絲馬跡,也就是看看是否會出現大型天體所導致的時空扭曲。不管如何驗證,最後大概也只會有兩種可能性:不是宇宙錯了,就是我們的理論錯了。

頂部