【最新研究】理論又被顛覆,科學家發現暗物質可形成黑洞,還是超大質量黑洞

薛定諤的貓 2021/05/05 檢舉 我要評論
 

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文/天空之城團隊

 

在傳統的物理理論和認知中,黑洞都是物質在極端緻密狀態下形成的,比如大質量恒星的坍縮會形成恒星級的黑洞,超大質量黑洞通常都是宇宙形成之初的局部物質緻密區域直接成了黑洞,星系中心的大黑洞一般認為都是這樣形成的。

但是在今年的4月25日,《科技日報》刊文稱有一個國際天文學家小組在英國《皇家天文學會月刊》上撰文提出了一種新觀點,認為超大質量黑洞可由暗物質形成,這種新理論認為超大質量黑洞可由位於星系中心的暗物質直接形成,顛覆了以往認為黑洞有普通可見物質形成的理論。

已有的超大質量黑洞標準形成模型認為,宇宙大爆炸之初,宇宙本身的體積比較小,很多空間中存在著物質非常緻密的區域,這些「緻密點」就可以直接坍縮成黑洞,同時它們也成了自己所在的附近區域中的引力中心,使得大量物質向其聚集並圍繞其運行,這樣就形成了原始的星系,接著這個黑洞就會不斷地吞噬星系中心位置靠近黑洞的天體等物質,使得其質量逐漸變大,成為如今存在於星系中心的超大質量黑洞以及一些類星體等。

也有另外的說法認為,一些有大質量恒星形成的黑洞可以通過兼併其他恒星或者黑洞等增加質量,如果其所在的區域中恒星和黑洞等大質量天體的密度比較大,那麼它也可以通過吞噬別的星體而成為較大質量的黑洞,但是要想成為超大質量黑洞(太陽質量的萬倍以上)是很難的。

但是這項關於超大質量黑洞形成的最新研究認為暗物質也可以形成黑洞,該研究稱可能存在由暗物質構成的穩定星系內核,而且其密度很大,一旦達到臨界值就會直接坍縮成超大質量黑洞。

而且研究者認為這種超大質量黑洞的形成方式可能比其他形成機制(如前面所述)更快發生,在宇宙形成的早期,超大質量黑洞在星系形成之前就已形成,成為引力中心後才吸引了大量的可見物質向其聚集,同時也會有更多的暗物質向其聚集,從而造就了星系的形成和運行,這種說法顛覆了早前關於超大質量黑洞形成的主流觀點。

這項研究的負責人、阿根廷阿普拉特國立大學的卡洛斯·阿圭列斯教授說:「這種新的形成機制為宇宙早期出現的超大質量黑洞的形成提供了一個合理的解釋,這一形成機制可以忽略宇宙早期的緻密區域形成黑洞,也不需要先出現大質量恒星再坍縮成黑洞,可以說是一種讓人耳目一新的超大質量黑洞,形成理論。」

但是在傳統的對暗物質的認知中,一般都認為暗物質都是極其稀薄的,有人認為衝刺於宇宙空間中的中微子就是暗物質,但也有不少人認為形成暗物質的基本粒子應該比中微子更小,人類對暗物質的特性還不夠瞭解,但一般認為暗物質不可能非常密集,他們雖然大團大團的存在於宇宙空間中,但是密度極其稀薄,已知的可見物質要稀薄得多,所以認為暗物質也能形成黑洞,也會有不少人表示不敢認同。

但也有天文學家認為暗物質在宇宙的某些區域中也可以十分緻密,比如在一些星系的中心位置,就是暗物質最為密集的地方,在這些地方,暗物質有可能會轉化成可見物質,如果密度足夠大,那麼也有可能直接轉變成黑洞,在宇宙形成的早期,某些區域中的暗物質的密度可能非常大,坍縮成黑洞是有可能的,阿圭列斯也說他們的新研究發現「可以證明這樣的核暈暗物質分佈確實可以在宇宙學框架內形成,並在宇宙的整個生命週期內保持穩定。」

這一研究成果無疑對揭示宇宙早期狀況和超大質量黑洞的形成都具有重要意義,該研究團隊還表示將通過下一步的研究加深對宇宙早期超大質量黑洞形成過程的探索,並且通過天文觀測來瞭解銀河系,等星系中央是否也有這樣的緻密暗物質核心。

 

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