超大質量黑洞 -簡介

超大質量黑洞是一種黑洞，其質量是10至10萬倍的太陽質量?，F時一般相信，在所有的星系的銀心，包括銀河系在內，都會有超大質量黑洞。

形成

超大質量黑洞的形成有幾個方法

最明顯的是以緩慢的吸積(由恒星的大小開始)來形成。另一個方法涉及氣云萎縮成數十萬太陽質量以上的相對論星體。該星體會因其核心產生正負電子對所造成的徑向擾動而開始出現不穩(wěn)定狀態(tài)，并會直接在沒有形成超新星的情況下萎縮成黑洞。第三個方法涉及了正在核塌縮的高密度星團，它那負熱容會促使核心的分散速度成為相對論速度。最后是在大爆炸的瞬間從外壓制造太初黑洞。

形成超大質量黑洞條件

形成超大質量黑洞的問題在于如何將足夠的物質加入在足夠細小的體積內。要做到這個情況，差不多要將物質內所有的角動量移走。向外移走角動量的過程就是限制黑洞膨脹的因素，并會導致形成吸積盤。

根據觀測，黑洞的類別有著一些差距。一些從恒星塌縮的黑洞，最多約有10太陽質量。最小的超大質量黑洞約有數十萬太陽質量。但卻沒有在它們之間質量的黑洞。不過，有模型指異常明亮的X射線源有可能是在這個遺失范圍的黑洞。

歷史

一些星系，如0402+379星系有兩個超大質量黑洞，形成一個二元系統(tǒng)。若它們相撞，將會產生強勁的重力波。最新超級計算機模型顯示，星系中心超大質量黑洞可能起源于宇宙最早期星系碰撞質量是太陽數百萬倍至數十億倍的超大質量黑洞通常存在于每個星系的中心區(qū)域，天文學家現發(fā)現超大質量黑洞存在于宇宙形成之初的10億年內。目前，超級計算機計算顯示，宇宙早期超大質量原星系之間的合并為超大質量黑洞的孕育提供了“滋養(yǎng)平臺”。宇宙誕生于137億年前。在宇宙早期，巨型原始星系之間的合并十分普遍，超級計算機模擬顯示這種原始星系碰撞合并形成一種不穩(wěn)定、旋轉氣體盤狀結構，其中的漏斗狀氣體僅在10萬年內就逐漸堆積形成太陽質量1億多倍的微型氣體云。該氣體云崩潰形成黑洞，致使該黑洞在大約1億年里通過從周圍盤狀結構吸取氣體形成太陽10億倍的質量。此前天文學家曾認為超大質量黑洞、星系和其它巨型星系結構通過逐漸引力吸引宇宙物質，最終形成質量越來越大的星系結構。美國俄亥俄州大學天文學家斯特利奧斯-卡贊特茲迪斯(Stelios Kazantzidis)是該研究報告合著作者之一，他說：“我們的研究結果顯示星系和超大質量黑洞在內的較大宇宙結構體在宇宙歷史進程中形成時間很短暫。”他指出，這項最新研究對于我們理解黑洞和星系的進化具有更深遠的意義?？ㄙ澨仄澖忉尫Q，依據傳統(tǒng)理論，星系的性質和其中心的黑洞質量密切相關，兩者處于“平行生長關系”，但這一理論現應當進行修改。在我們的最新超級計算機模型中，黑洞的生長速度快于星系，因此黑洞并不完全受星系的增長所控制。瑞士蘇黎世大學天體物理學家盧西奧-梅耶(Lucio Mayer)是該項研究負責人，他指出，該模型的一個重要結論是宇宙最早期的星系中心區(qū)域擁有比之前預期更大的超大質量黑洞。這項最新發(fā)現將有助天文學家更好地揭開神秘的引力波，依據愛因斯坦的廣義相對論，遠古星系合并將形成壯觀的引力波，所形成的漣漪在時空和太空中的殘留部分仍能探測到。目前，這項科學研究發(fā)表在8月26日出版的《自然》雜志上。

都卜勒效應量度

直接量度圍繞鄰近星系核心的水邁射的都卜勒效應，只有在中央高物質密度的情況下，才可以發(fā)現很快速的克卜勒運動?，F時唯一已知可以在細小空間中包含足夠物質的是黑洞，或是在天體物理學上很短的時間內將變成黑洞的物體。對于較遠的活躍星系，寬譜線的闊度可以用來探測圍繞近視界的氣體。反射繪圖的技術就是利用這些譜線的變化來量度其質量，而黑洞的旋轉有可能加速了活躍星系的「引擎」能量。

在很多星系中心的超大質量黑洞被認為是活躍星系(如賽弗特星系及類星體)的「引擎」。馬普地外物理研究所及洛杉磯加利福尼亞大學基于歐洲南天文臺及凱克天文臺的數據，提供了證據指人馬座A*就是在銀河系中心的超大質量黑洞。根據計算，它可能有260萬倍的太陽質量。

銀河系以外的超大質量黑洞

于2004年5月，Paolo Padovani及其他天文學家發(fā)表他們發(fā)現了在銀河系以外30個超大質量黑洞。他們的發(fā)現令我們知道超大質量黑洞的數量最少是以往所知的兩倍?，F時相信每一個星系的中央包含一個超大質量黑洞，而它們大部份都處于「不活躍」的狀態(tài)且吸積不多。相反在球狀星團的中央卻沒有黑洞，不過相信一些如在飛馬座的M15及在仙女座星系的Mayall II的中央仍有黑洞，估計質量約有104的太陽質量。