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恐怖黑洞"饥肠辘辘" 一口轻易吞食两盘食物(图)

http://www.kexue.com 2012-03-22 10:11:27 腾讯科学  发表评论


黑洞为何能快速成长一直是个未解之谜

  据国外媒体报道,宇宙存在一种被称为“黑洞”的神奇天体,其中一些黑洞甚至可以增加自己的质量达到数十亿倍的太阳质量,所采用的方式为通过吸积盘不断地将各种物质注入到自己的体内。几乎每一个星系中央都存在着超大质量的黑洞。根据位于英国伦敦的莱斯特大学研究人员安德鲁金(Andrew King)介绍:目前我们对黑洞的增长情况研究发现,黑洞在宇宙大爆炸后便设法增加自己的质量,而且非常迅速。

  当我们的宇宙只有十亿岁左右时,便出现了超大质量的黑洞,自大爆炸发生后的十亿年,远小于宇宙当前年龄的十分之一。据科学家此前推测,黑洞可能仅仅靠不断吸积星际气体而增加,但在简单的黑洞模型中,黑洞周围设置了盘状分布的气体,并呈螺旋状坠入黑洞中,而这个过程对黑洞的成长而言实在是太慢了,面对黑洞无限般“敞开的鱼肚”,这样的“食物”供给方式远远不够,如果要在这样的过程中诞生一个超大质量的黑洞,那么所花的时间将超过宇宙现在的年龄。

  对此,莱斯特大学研究人员克里斯·尼克松(Chris Nixon)认为我们需要一个更快的机制。进一步的研究发现在被吸积的星际气体坠入到黑洞的过程中是一个可能的突破口,因此研究人员想知道如果这些气体来自于不同的方向会出现什么样的结果。克里斯·尼克松与安德鲁金,以及他们的同事丹尼尔普莱斯(Daniel Price)模拟了一个具有两个吸积气体盘的超大质量黑洞,但气体盘以不同的角度围绕着黑洞旋转。当两个气体盘满足模拟条件时,研究人员发现气体粒子之间发生碰撞,并且相互间损失了角动量。

  这就如同在“死亡之墙”(一种飞车旋转走壁表演)内表演旋转的两辆摩托车,如果两者发生相撞,他们就会失去离心力的支持而跌落。同理,这样的情景如果发生于黑洞周围的气体旋转盘上,如果相互间碰撞导致了角动量的损失,那么气体粒子就会直接坠入黑洞中。研究人员通过进一步的量化计算,模拟出存在这样机制的黑洞成长速度比没有这样机制的黑洞快了1000倍。

  然而,这是否证实了在早期宇宙中星系中超大质量黑洞的成长依靠于气体的流动,安德鲁金认为这仍然是一个尚未解决的问题,但这是一个被看好的研究,似乎将本应该有规律的过程假设成无序的状态,更容易得到问题的答案。(Everett/编译)

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