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超大质量黑洞在早期宇宙中存在一直是个未知之谜

  据国外媒体报道,德国马克斯普朗克天体物理研究所的天文学家佩德罗蒙特罗(Pedro Montero)根据理论发现,在早期宇宙中存在着一种巨型气体云,该类气体云可通过一种神秘的机制推动一次超大规模的大爆炸,其规模仅次于宇宙诞生时的创世大爆炸。而科学家之所以这些巨型气体云如此地感兴趣,是因为在早期宇宙中发了超大质量黑洞,这些黑洞可成长到具有数百万倍或者数十亿倍的太阳质量,这一点已经被天文学家证实。但是,没有人知道这些黑洞为什么会增长得如此之大,以及如此之快。

  天文学家此前推测,这些超大质量的黑洞是源于许多微小黑洞的吞并而成长起来的,而微小黑洞的质量仅仅是与恒星级别相当,而事实上,早期宇宙中演化出物质,而后出现星系的时间点上根本不允许出现这些庞然大物,也就是说,从宇宙演化的时间导轨上看,这个时期没有足够的的时间聚集超大质量黑洞。所以,这些超大质量黑洞的出现方式可能是通过另一种途径出现。

  目前,天文学家针对这个未解之谜提出了另一种理论:在早期宇宙中存在着“种子”黑洞,而这些“种子”黑洞的由来是:巨型气体云在其所产生的强大引力作用发生坍缩,形成了“种子”黑洞,接着这些“种子”黑洞会在这个基础上变得越来越大,最后形成了超大质量的黑洞。

  位于德国巴伐利亚州慕尼黑北部加兴城的马克斯普朗克天体物理研究所的天文学家佩德罗蒙特罗(Pedro Montero)和他的同事正在研究如何计算这些巨型气体云,其质量可高达数百万个太阳,并且有可能根据上述理论演变成“种子”黑洞。此外,他们还发现,巨型气体云的演变方式不仅仅是坍缩成黑洞,而且还能存在着一种引发强烈爆炸的机制。由于早期宇宙中存在的巨型气体云有着极为庞大的质量,它们在这个级别的质量下会变得越来越密集,其程度足以引发核反应。产生的爆炸威力为气体云提供了一个向外的压力,可在一定程度上抵消引力过于强大而引发的自身坍缩。

  而接下来会发生什么,就要取决于该巨型气体云中所具有的化学成分。比如,重元素,氧和氢,这些元素在垂死的恒星上可推动核反应的速率。根据天文学家计算,如果一个巨型气体云中所含有的重元素至少是太阳比例的10%以上,那其就能引发足够的核反应爆炸并压倒由引力坍缩而产生的向内拉的力量。其爆炸所产生的能量相当于今天所观测到的任何超新星电磁能量释放的100倍以上。

  据科罗拉多大学的天文学家米奇伯格尔曼(Mitch Begelman)介绍:我们可以通过未来的观测来验证这些理论是否是对的,如果该理论成立,这类能媲美宇宙级的大爆炸足以产生转瞬即逝的辉光。在今后的天文观测中,我们的观测能量足以监测到这些事件的痕迹。而根据这个理论,如果巨型气体云中的重元素的含量较少,不足以提供整个气体云向外的压力,这时候自身巨大质量所产生的引力就会处于主导地位,最终整个巨型气体云就会坍缩成一个“种子”黑洞。但是,由于巨型气体云中具有极端的高压和温度,巨大的爆炸也会释放出更多的能量,这将使得高能光子变成电子对和他们各自所对应的反物质。

  而如果产生对应的反物质,就会发生湮灭,释放的电磁能量是目前所观测到的最强超新星爆发的一万倍以上,并以中微子的形式存在。这些粒子很少与普通的物质发生相互作用,且是看不见的,但是能释放出超强的能量。而该项研究的发展方向,天文学家认为如果它们以不同的速率进行旋转,在将来还会提出不同的巨型气体云模型。

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channelId 1 1 “种子”黑洞诞生之谜:巨型气体云坍缩而成 1 据国外媒体报道,德国马克斯普朗克天体物理研究所的天文学家佩德罗蒙特罗根据理论发现,在早期宇宙中存在着一种巨型气体云,该类气体云可通过一种神秘的机制推动一次超大规模的大爆炸