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黑洞从何而来

Miqo 编辑部 · 1 个来源

恒星如何坍缩

恒星靠一种平衡维持自身:核心核反应产生的能量向外施压,而自身引力向内拉扯。只要还有燃料,这种平衡就能维持。反应停止后,向外的压力也就消失了。

  1. 燃料耗尽
  2. 核心坍缩
  3. 外层抛出
  4. 核心留下

最后会留下什么,取决于质量。较轻的恒星会留下一个致密、不断冷却的球体。质量更大的恒星会留下一个由密度高得难以想象的物质构成的天体。只有质量最大的恒星,坍缩才会一往无前。

第二种和第三种结局之间的界限很窄,而且只能大致确定。正因如此,界限附近的天体才如此有趣:它们能帮助科学家确定,物质究竟会在何处停止抵抗自身引力。

巨型黑洞之谜

被抛出的外层会形成一道亮度堪比整个星系的闪光。我们最常通过这类闪光得知某处发生了坍缩,留下的天体本身不会发光。

10个太阳质量:典型恒星级黑洞
百万个太阳质量:星系中心

差距实在太大,很难用简单的物质累积来解释。物质的吸积受到限制:落入气体发出的辐射会推开后续气体,增长速度因此触及上限。

对早期宇宙的观测让问题更加尖锐。科学家在那里发现了早在最初几亿年里就已经存在的巨型天体。显然,没有足够的时间让它们从恒星大小逐步增长到如今的规模。

因此,人们提出了几种关于种子的假说:巨大的气体云不经过恒星阶段直接坍缩;密集星团中的大量天体发生合并;以及最初的恒星质量异常巨大。到目前为止,没有一种假说被最终确认。

对合并事件的观测提供了帮助。时空振荡探测器记录到的爆发信号显示,存在中等质量天体,正是过去几乎找不到的那种大小。

还有第三条路径,而且最近已得到证实:合并。两颗彼此环绕的黑洞最终会合并成一个,科学家通过时空振荡而不是光来探测这一事件。

测测自己1 / 2

恒星级黑洞是如何形成的?

来源

  1. 大质量恒星核心坍缩形成恒星级黑洞的过程已有可靠描述;而早期宇宙中已经观测到的超大质量天体究竟从何而来,仍有多种相互竞争的假说,尚无定论。

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