超大質量黑洞也會流浪,數量可能比想像中還多

作者 | 發布日期 2021 年 08 月 24 日 18:59 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


在既有認知中,超大質量黑洞由於需靠吸積物質緩慢成長至今日尺寸,因此一般都存在星系中心,透過星系介質的流入或合併其他星系來演進。然而並非所有超大質量黑洞都乖乖坐在星系裡面,有些可能在成長過程中被撞歪,像流浪者一樣在宇宙中行走。而根據一篇新研究,這種無家可歸的超大質量黑洞數量可能比想像中還要多。

宇宙中存在大量不圍繞任何恆星公轉的星際行星(Interstellar planet),也就是說,它們不像地球一樣有許多行星兄弟姊妹,而是孤身一人在宇宙中漂浮。理論上,宇宙也存在這種獨自流浪的超大質量黑洞,只是它們基本上無法觀察、所以很難量化出數字。

現在天文學家建立了新模型,將能夠幫助我們計算出當今宇宙可能有多少流浪超大質量黑洞,另一方面或許也能解開超大質量黑洞如何形成與成長。

超大質量黑洞(SMBH)存在於宇宙中所有(至少大多數)星系核中,質量大致與宿主星系的質量成正比,說明黑洞與宿主星系的演化以某種方式聯繫在一起。然而實際上,超大質量黑洞的形成途徑尚不明朗,我們知道恆星黑洞經由大質量恆星坍縮形成,但這種機制不適用於質量超過太陽質量 55 倍的黑洞,理論認為,超大質量黑洞是藉由吸積氣體、塵埃吸積、與其他黑洞合併而出現。

這過程相當漫長,中途也很可能出現變數,比如雙黑洞合併不成還被踢走,哈佛-史密松天體物理中心團隊便使用 ROMULUS 模擬來計算這種機率。

模擬結果表明,在大爆炸後約 20 億年內,流浪的超大質量黑洞數量與亮度都超過星系中心的超大質量黑洞,實際上,一個和銀河系差不多的星系中可能平均擁有 12 個超大質量黑洞,通常在遠離星系中心的暈游蕩。

這些超大質量黑洞不一定活躍(畢竟旁邊沒東西給它們吃),因此很難被發現,團隊接下來將仔細思考我們觀察這些流浪超大質量黑洞的可能方法。新論文發表在《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。

雖然,在那之前我們要做的可能是先找到大量恆星黑洞與理論上的中等質量黑洞……

(首圖來源:pixabay