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黑洞極難探測,美科學家計算得出銀河系黑洞數量,多到出乎預料

在每一個可見的星系中,都有著大量的恆星存在。比如在我們銀河系中,恆星的數量在1000~4000億顆之間,在銀河系的鄰居仙女座星系中,這個數值還要翻上一倍,為星系的恆星數量通常都可以計算出來,如通過星系體積和質量、恆星的密度和運行狀況等計算出恆星的大致數量,然而星系中黑洞的數量卻難以計算出來。

在我們的銀河系中,迄今為止通過天文觀測可以確認的星系大約只有60多個,其中有一個星系級黑洞就是銀河系的中心黑洞人馬座a*,質量高達太陽的431萬倍,這個黑洞誕生於宇宙之初,是由宇宙大爆炸直接形成的。

銀河系中其他的黑洞都屬於恆星級黑洞,其質量相對較小,大多在太陽質量的3~100倍之間,但是這樣的黑洞非常難尋找,因為除非它們的引力對周圍的天體造成影響,或者有恆星等天體距離他們特別近,裡面的氣體被黑洞吸引形成氣流和黑洞附近的吸積盤,這樣的吸積盤可以發出極為明亮的光,這樣才能被觀測到。如果沒有這些現象的話,那麼黑洞將無法被觀測到,因為黑洞本身不會發光,對各個波段的電磁波都只會吸收不會發射,因此我們無很難發現它的蹤跡。

由於觀測上的困難,所以人類至今只通過黑洞對周圍天體的影響觀測到了數量很少的銀河系黑洞,那麼銀河系中會有多少個黑洞呢?是目前還沒有被廣泛認同的大概數值,有人認為有上萬個,也有人認為有幾百萬個,一般認為它們的數量都遠少於恆星的數量。

2017年的時候,美國加州一所大學的三位天文學研究者阿爾伯特、布洛克和科普林特用最新的方法估算了銀河系中黑洞的數量,他們認為由於恆星級黑洞的形成主要是兩種手段,即超新星爆發和中子星碰撞,質量達到太陽30倍以上的恆星,其內部核聚變進行的鐵元素的時候,就會發生超新星爆發,進而形成一個黑洞;而如果兩顆質量相加超過三倍太陽的中子星發生碰撞的話也會成為黑洞,但是這兩種黑洞形成方式都會拋灑大量的金屬重元素,所以或許可以根據重金屬元素的丰度來計算黑洞的數量,他們根據銀河系的總質量與已觀測到的銀河系的平均金屬丰度,計算出銀河系中的黑洞數量或有1億顆左右,雖然也要少於銀河系中恆星的數量,但相比以前的估計,不得不說這個數據多到出乎預料了。

不過因為所採用的數據都太過籠統,而且受其他方面因素的影響也比較大,所以這個數值的誤差被認為也比較大,但他們估算的本也只是大概的數值而已。如果以他們得出的數據來估算宇宙中黑洞數量的話,通常認為宇宙中約有2萬億個星系,若以銀河係為基本單位簡單計算的話,就是宇宙中約有2萬億億個黑洞了,這個數值看起來還是很嚇人的呀。


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