我們為何尚未發現中等質量黑洞？或許根本不存在

數十年以來，天文學家發現黑洞的質量要麼是太陽的幾倍、要麼是幾百萬倍，始終沒有找到處於中間值的黑洞。

數十年以來，天文學家發現黑洞的質量要麼是太陽的幾倍、要麼是幾百萬倍，始終沒有找到處於中間值的黑洞。而一項最新研究顯示，考慮到黑洞生長的速度，現代宇宙中也許根本不存在這樣的中等質量黑洞。

科學家認為，恆星質量級黑洞（即質量為太陽幾倍的黑洞）是當巨型恆星死亡、坍塌後形成的。多年來，天文學家在周邊宇宙中已經探測到了不少恆星質量級黑洞。2010年，研究人員首次在由附近星系構成的本星系群之外發現了此類黑洞。

雖然看上去體積巨大，但與所謂的超大質量黑洞相比，恆星質量級黑洞可謂微不足道。超大質量黑洞的質量可達太陽的數百萬、乃至數十億倍，大多誕生自大型星系中央。目前為止發現的最古老的超大質量黑洞約為太陽的120億倍，早在宇宙誕生8.75億年時就已經形成了。這一結論和其它發現說明，許多黑洞都是在宇宙誕生初期形成的。當時宇宙更小、物質也更密集，因此黑洞更容易形成和生長。

但黑洞究竟是如何達到超大質量、並影響到周邊宇宙的呢？有關這一點，還存在許多未解之謎。為此，天文學家希望對質量約為太陽100至1萬倍的中等質量黑洞進行分析，因為它們可能處於從恆星質量極黑洞到超大質量黑洞的過渡階段。

然而，雖然天文學家已經找到了一些看似可能的中等質量黑洞，卻苦於缺乏證據。如今研究人員提出，我們之所以難以找到中等質量黑洞，也許與黑洞生長的速度有關。

近年來，科學家發現了十幾起黑洞吞噬恆星的事件。研究人員估計，如果黑洞純靠吞食恆星、以及白矮星和中子星等高密度天體生長，而不是巨型氣體雲或暗物質，那麼黑洞每一萬年便能增長一個太陽的重量。（但如果它們能夠吞食氣體雲或暗物質，增長的速度則更快。但此類物質在早期宇宙中的相關數據難以獲取。）

雖然每一萬年增長一個太陽的質量看上去並不驚人，但這意味著一個恆星質量級黑洞在100億年後便大可跨越中等質量階段、成為超大質量黑洞。作為對比，宇宙的年齡約為138億年。

這些發現說明，超大質量黑洞「早在物質更加密集的宇宙誕生初期便已開始萌芽」。這些「種子期」的黑洞在宇宙大爆炸16至22億年後便達到了超大質量階段，有些甚至更早。

雖然研究人員稱現代宇宙中物質較為密集的區域也許還存在中等質量黑洞，但很難識別出它們的存在，因為落入其中的天體產生的光線「量不驚人，還有其它能產生光線的天體。」

「我們不能通過光線來尋找和識別中等質量黑洞，而應依靠引力波來完成。」研究人員指出。引力波是時空產生的扭曲。目前定於2034年啟動的「空間天線式激光干涉儀」任務（簡稱ELISA）能夠探測到「兩個中等質量黑洞相撞時產生的引力波」。（葉子）

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