黑洞吞噬范圍小 恒星接近超大質(zhì)量黑洞破壞半徑才有可能被“吞噬”

12月7日，據(jù)國外媒體報(bào)道，科學(xué)家在阿貝爾2261(Abell 2261)星系團(tuán)中，發(fā)現(xiàn)了因2個(gè)星系并合，而產(chǎn)生的2個(gè)超大質(zhì)量黑洞并合事件的線索。研究人員推測(cè)，阿貝爾2261星系團(tuán)中心的星系包含著一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，其質(zhì)量堪比宇宙中已知的一些最大質(zhì)量的黑洞。

宇宙中兩只巨大的“猛獸”相互吞噬，這一驚人的發(fā)現(xiàn)，最初的線索卻來自星系中“弱小”的恒星：該星系核中恒星數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論預(yù)期;星系中最密集的恒星距離星系中心超過2000光年(1光年約為94600億千米)。研究人員認(rèn)為，正是由于兩大黑洞并合，與周圍恒星發(fā)生相互作用，才造成了這一現(xiàn)象。

在銀河系的中心，也有著一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，此前曾有天文學(xué)家繪制了一張全新的銀河系中天體位置和速度圖。這張地圖顯示，銀河系中心超大質(zhì)量黑洞距離地球約為25800光年。這比國際天文聯(lián)合會(huì)于1985年所采用的官方數(shù)據(jù)27700光年還要近。隨著測(cè)量時(shí)間的變化，地球與銀河系中心黑洞的距離越來越近，這是否意味著地球正在朝黑洞墜落?黑洞吞噬天體的“魔爪”究竟能延伸多遠(yuǎn)?

根據(jù)黑洞質(zhì)量，科學(xué)家把它分為3類：恒星質(zhì)量黑洞、中等質(zhì)量黑洞和超大質(zhì)量黑洞。

超大質(zhì)量黑洞是如何誕生的?“其實(shí)它的形成原因目前并不能完全確定。有一種說法是多個(gè)小質(zhì)量的黑洞，相互并合成質(zhì)量稍微大一點(diǎn)黑洞后，再通過吸附周圍物質(zhì)，就長成了超大質(zhì)量黑洞。”中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員茍利軍表示，關(guān)于超大質(zhì)量黑洞的形成還有許多解釋，就連是否存在并合過程都有不同的說法。

“也有可能是一團(tuán)物質(zhì)極為豐富的氣體直接塌陷形成了幾萬倍太陽質(zhì)量或者幾十萬倍太陽質(zhì)量的黑洞，然后不斷吸附周圍物質(zhì)，使得其質(zhì)量越來越大，形成了星系或類星體中心的超大質(zhì)量黑洞。”茍利軍表示。

在此次研究中，日本國家天文臺(tái)(NAOJ)通過天體測(cè)量目錄創(chuàng)建了一張銀河系中天體位置和速度圖。其中第一份天體測(cè)量目錄包含了99個(gè)天體的數(shù)據(jù)。

值得注意的是，這幅銀河系新地圖顯示，太陽運(yùn)動(dòng)的速度比想象中要快7000米/秒。此外，地球與銀河系中心超大質(zhì)量黑洞之間的距離比之前認(rèn)為的要近1900光年。

這是否表明，地球正在向銀河系中心超大質(zhì)量黑洞“前行”?研究人員明確表示，對(duì)此沒有必要擔(dān)心，因?yàn)樽钚聰?shù)據(jù)并沒有表明我們這顆星球正在朝黑洞墜落，它只是意味著現(xiàn)在有了一個(gè)更準(zhǔn)確的銀河系模型。

從這份新地圖來看，地球雖然與銀河系中心黑洞人馬座A*的距離更近了，但是地球仍位于銀河系的“郊區(qū)”。

“在相對(duì)較遠(yuǎn)的距離上，黑洞除了有引力效果，其實(shí)它表現(xiàn)出來的狀態(tài)跟其他天體沒有太大的差別。只有在非常近的距離上，它才會(huì)有比較大的破壞力。”茍利軍說。

那么黑洞的“魔爪”到底能伸到哪里?我們可以將超大質(zhì)量黑洞想象成一只昏昏欲睡的巨獸，當(dāng)恒星與它距離過近時(shí)，巨獸就會(huì)蘇醒，將恒星當(dāng)作大餐吞噬掉，這個(gè)過程中會(huì)發(fā)生潮汐瓦解事件。

“在潮汐瓦解距離外，恒星是安全的。”茍利軍舉了一個(gè)例子，假如把太陽換成一個(gè)同等質(zhì)量的黑洞，它的潮汐瓦解距離很有可能就在目前人類所知的太陽表面附近。那么，即便像金星這樣距離太陽很近的天體，也“無福消受”黑洞的破壞力。

2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的獲得者，德國科學(xué)家賴因哈德·根策爾和美國科學(xué)家安德烈婭·蓋茲因，在銀河系超大質(zhì)量黑洞周圍發(fā)現(xiàn)了一些非常靠近黑洞的恒星，通過觀測(cè)這些恒星的軌跡，他們推斷出銀河系中心黑洞的質(zhì)量。他們指出，只有恒星接近超大質(zhì)量黑洞破壞半徑的時(shí)候，才有可能被它“吞噬”。