神秘黑洞J2157，平均每天吞噬一个太阳，已持续126亿年

我要新鲜事2023-04-11 20:42:451阅

黑洞是宇宙间最神秘的天体之一，黑洞的引力极其强大，以至于在进入黑洞的引力范围内后，连光都无法逃脱。

它会吞噬周围包括恒星在内的一切物质，像宇宙中游荡着的幽灵，在吞噬中不断增加自身的质量。

近日，澳大利亚国立大学的一个研究团队发现了迄今为止增长速度最快的黑洞，它每天吞噬掉的物质质量相当于一个太阳。

这个黑洞名为J2157，位于SMSS J215728.21-360215.1的星系中心，距离地球大约120亿光年。早在2018年时，该研究团队就观测到了它，这是一个十分古老的黑洞，在宇宙诞生12亿年后它就已经存在了，也就是说J2157的年龄有126亿岁了。不仅如此，它几乎是早期宇宙最大的黑洞，相当于200亿倍太阳质量。

近日，研究团队利用甚大阵列望远镜对J2157再次进行了观测，并修正了一些数据偏差。结果显示，J2157的实际质量达到了太阳的340亿倍，比最初的测量结果高出了70%。这意味着J2157的史瓦西半径达到了670个天文单位，相当于1000亿公里。如果把它放在太阳的位置，它的视界范围可以延伸到日球层以外的5倍空间。

即使和银河系中心的超大质量黑洞人马座*相比，J2157也比它大了8000倍左右。如果人马座A*想要拥有像J2157一样庞大的体型，它就需要吞噬掉整个银河系近75%的恒星。并且从分析结果来看，J2157的增长速度简直的快的吓人，它可以在一天时间里就吞掉相当于一个太阳质量的天体。

黑洞虽然连光线都能吞噬，但当它吞噬天体时，天体的气盘会不断涌入黑洞中。这会产生巨大的摩擦和热量，在吸积盘上生成强烈的光芒。研究人员在分析吸积盘的辐射亮度时，计算出这颗黑洞每天吞噬掉的物质质量相当于一个太阳，大约为2000亿亿亿吨，只有这样才能保持如此高的亮度。

它究竟有多亮呢？

假如把它放在银河系中心的位置，夜晚时它的亮度将是满月的十倍之多。不过如果银河系中心真的有个这样的大家伙，地球将不会像现在这样存在生命和文明了。因为黑洞发出的大量X射线会杀死任何生命诞生的机会。除了重新修正J2157的质量和吸积速度外，研究人员还修正了地球和它之间的距离，这个距离比原先增加了几千万光年。不过在原有120亿光年的基础上，再多几千万似乎也算不上什么。

虽然J2157和太阳乃至人马座*黑洞相比显得十分庞大，吸积速度也十分令人瞩目，但它仍然不是宇宙中最大黑洞。距离地球104亿光年外的TON618是迄今为止发现的质量最大的黑洞，也是宇宙中最大的单一天体。它的质量约为太阳的660亿倍，相当于银河系总质量的1/23，比许多小型星系的质量还要大。

经计算，TON618的直径大约为4000亿公里，比体积最大的恒星史蒂芬森2-18还要大数百万倍。这就使得虽然TON618距离我们数百亿光年远，但我们依然可以在望远镜中看到它耀眼的光芒。不管是J2157还是TON618，这些超大质量黑洞的来源对科学家来说一直是个谜团。尤其是J2157，要知道在形成的时候，宇宙仅仅诞生十亿年，此时整个宇宙中都没有多少天体，它又是如何成长到如此巨大呢？

现有的黑洞理论认为，黑洞是大质量恒星晚年死亡时演变而来，也就是说它实际上是恒星的残骸。恒星起源于星际间物质在引力作用下的聚合，按照质量会形成黄矮星和红矮星等不同种类的恒星，在演化末期，又根据质量形成红巨星或红超巨星。最后放出星云或产生超新星爆发，剩余的物质就按照质量形成白矮星中子星或黑洞。

既然是恒星死亡后的残骸，黑洞的质量就注定不会一开始就特别大。虽然它可以通过吞噬周围物质来壮大自己，但从理论上来说，一个黑洞至少要花3000万年的时间才能使自己的质量增长一倍。像J2157这样相当于上百亿倍太阳质量的黑洞，需要极其漫长的演化岁月才能有如今当怕的体型。

按照常规理论来看，它显然不可能发展的如此迅速。科学家猜测，这种超大质量黑洞可能起源于早期宇宙的某些关键时刻。早期宇宙的物质密度非常大，在部分区域可以直接引力坍缩形成黑洞，它们名为原始黑洞。

虽然近些年的观测分析结果几乎推翻了所有原始黑洞的形成模型，但还有一类原始黑洞被允许存在。这类黑洞的最初质量约为太阳的10万倍，它们在宇宙大爆炸的第一秒就诞生了。这种黑洞会在短时间内吞噬周围大量的物质，迅速壮大自身，最后可能就变成了我们如今观测到的超大质量黑洞。