巨蛇座方向,发现大批黑洞集结,科学家:它们在成群结队地运动|世界焦点

说起黑洞,相信很多人都会第一时间想到位于银河系中心的“人马座A*”(Sagittarius A*),这个黑洞的质量达到了太阳质量的400多万倍,可谓是宇宙中的“饕餮怪兽”。

需要知道的是,“人马座A*”并不是银河系中唯一的黑洞,根据现有的观测数据以及相关的研究,黑洞应该在银河系中广泛存在,科学家估算其数量在几十万到数百万之间,只不过它们普遍都是小质量黑洞,无法与“人马座A*”这种超大质量黑洞相提并论。

这些黑洞在银河系中并不是均匀分布的,在有些区域中,会出现黑洞非常集中的现象。根据一项来自巴塞罗那大学的研究,在6.5万光年外的巨蛇座方向,科学家发现大批黑洞集结,这些黑洞都是小质量的恒星级黑洞,它们在成群结队地运动,其数量可达上百个之多。


(资料图片仅供参考)

进一步研究表明,这些黑洞集结在一个名为“帕洛马尔 5”(Palomar 5)的球状星团之中,这是一个非常古老的星团,其“年龄”约为120亿年,半径约为76光年,目前位于银河系的星系盘“上方”。

科学家指出,球状星团之中存在黑洞是很正常的,但它们的质量通常不会超过星团总质量的6%,而“帕洛马尔 5”星团中的黑洞质量所占据的比例却高达20%,这样的密集程度在银河系之中极为罕见。

对于这种现象,相信想象力丰富的人可能已经联想到传说中的高级文明了。根据爱因斯坦提出的理论,质量与能量是等价的(E=mc^2),而黑洞则是宇宙中最致密的天体,有多致密呢?这样说吧,假如将地球压缩成一个黑洞,那么它的半径就会缩小到大约9毫米。

由此可见,对于掌握了质能转换科技的高级文明来讲,黑洞应该是极佳的能量来源,可以想象的是,假如“帕洛马尔 5”星团中存在着这样一种强大的文明,那么他们就有可能在银河系中大量收集黑洞来作为自己的能量储备。

当然了,想象归想象,在没有确切证据的情况下,科学家们是不会将这种现象与高级文明联系在一起的,那么从自然形成的角度来看,这种现象应该如何解释呢?

科学家推测,“帕洛马尔 5”星团在很久之前应该比现在大得多,其中原本存在着比现在更多的恒星,但在复杂的引力相互作用下,大量的恒星不断地离开星团,而那些大质量恒星“寿终正寝”后形成的黑洞则基本保留了下来,久而久之,就演化成了现在的样子。如此一来,也就给我们造成了“大批黑洞集结,并成群结队地运动”这样一种错觉。

与之对应的是,观测数据表明,“帕洛马尔 5”星团中的恒星目前仍然在不断地逃逸,它们在天空中形成了长达3万光年的“星流”,而之所以会这样,一个重要的原因就是,这个星系并没有运行在银河系的星系盘所在的平面上。

(↑位于银河系的星系盘“上方”的那个小亮块中,可以看到“帕洛马尔 5”星团的“星流”)

这里需要简单科普一下,当星团通过银河系的引力场时,星团不同区域受到的引力大小就会各不相同,这会造成星团内部的天体运动产生一定的差异,日积月累之下,一部分天体就会从星团中逃逸。

除此之外,星团内部的天体也会相互作用,它们通过引力相互牵引,导致一部分天体获得足够的速度,进而摆脱星团的引力束缚。随着时间的流逝,那些逃逸的恒星就会在星团运行的“前方”和“后方”形成一种可观测的细长结构,这就被称为“星流”。

科学家认为,与“蓬松”的恒星相比,黑洞要致密得多,它们之间的引力联系也更加紧密,所以“帕洛马尔 5”星团中的黑洞就更容易保留下来,如果这种假设成立的话,那么这个星团中的恒星在未来还会持续减少,黑洞质量所占的比例也会不断上升,在大约10亿年后,这个星团中将完全由黑洞组成。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

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参考资料:

Mark Gieles, Denis Erkal et al. A supra-massive population of stellar-mass black holes in the globular cluster Palomar 5, Nature Astronomy volume 5, pages 957–966

关键词: 成群结队 球状星团 观测数据

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