黑洞是宇宙間最神秘的天體之一，黑洞的引力極其強大，以至于在進(jìn)入黑洞的引力范圍內(nèi)后，連光都無法逃脫。
它會吞噬周圍包括恒星在內(nèi)的一切物質(zhì)，像宇宙中游蕩著的幽靈，在吞噬中不斷增加自身的質(zhì)量。
近日，澳大利亞國立大學(xué)的一個研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了迄今為止增長速度最快的黑洞，它每天吞噬掉的物質(zhì)質(zhì)量相當(dāng)于一個太陽。
這個黑洞名為J2157，位于SMSS J215728.21-360215.1的星系中心，距離地球大約120億光年。早在2018年時，該研究團(tuán)隊就觀測到了它，這是一個十分古老的黑洞，在宇宙誕生12億年后它就已經(jīng)存在了，也就是說J2157的年齡有126億歲了。不僅如此，它幾乎是早期宇宙最大的黑洞，相當(dāng)于200億倍太陽質(zhì)量。
近日，研究團(tuán)隊利用甚大陣列望遠(yuǎn)鏡對J2157再次進(jìn)行了觀測，并修正了一些數(shù)據(jù)偏差。結(jié)果顯示，J2157的實際質(zhì)量達(dá)到了太陽的340億倍，比最初的測量結(jié)果高出了70%。這意味著J2157的史瓦西半徑達(dá)到了670個天文單位，相當(dāng)于1000億公里。如果把它放在太陽的位置，它的視界范圍可以延伸到日球?qū)右酝獾?倍空間。
即使和銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座*相比，J2157也比它大了8000倍左右。如果人馬座A*想要擁有像J2157一樣龐大的體型，它就需要吞噬掉整個銀河系近75%的恒星。并且從分析結(jié)果來看，J2157的增長速度簡直的快的嚇人，它可以在一天時間里就吞掉相當(dāng)于一個太陽質(zhì)量的天體。
黑洞雖然連光線都能吞噬，但當(dāng)它吞噬天體時，天體的氣盤會不斷涌入黑洞中。這會產(chǎn)生巨大的摩擦和熱量，在吸積盤上生成強烈的光芒。研究人員在分析吸積盤的輻射亮度時，計算出這顆黑洞每天吞噬掉的物質(zhì)質(zhì)量相當(dāng)于一個太陽，大約為2000億億億噸，只有這樣才能保持如此高的亮度。
它究竟有多亮呢？
假如把它放在銀河系中心的位置，夜晚時它的亮度將是滿月的十倍之多。不過如果銀河系中心真的有個這樣的大家伙，地球?qū)⒉粫瘳F(xiàn)在這樣存在生命和文明了。因為黑洞發(fā)出的大量X射線會殺死任何生命誕生的機會。除了重新修正J2157的質(zhì)量和吸積速度外，研究人員還修正了地球和它之間的距離，這個距離比原先增加了幾千萬光年。不過在原有120億光年的基礎(chǔ)上，再多幾千萬似乎也算不上什么。
雖然J2157和太陽乃至人馬座*黑洞相比顯得十分龐大，吸積速度也十分令人矚目，但它仍然不是宇宙中最大黑洞。距離地球104億光年外的TON618是迄今為止發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量最大的黑洞，也是宇宙中最大的單一天體。它的質(zhì)量約為太陽的660億倍，相當(dāng)于銀河系總質(zhì)量的1/23，比許多小型星系的質(zhì)量還要大。
經(jīng)計算，TON618的直徑大約為4000億公里，比體積最大的恒星史蒂芬森2-18還要大數(shù)百萬倍。這就使得雖然TON618距離我們數(shù)百億光年遠(yuǎn)，但我們依然可以在望遠(yuǎn)鏡中看到它耀眼的光芒。不管是J2157還是TON618，這些超大質(zhì)量黑洞的來源對科學(xué)家來說一直是個謎團(tuán)。尤其是J2157，要知道在形成的時候，宇宙僅僅誕生十億年，此時整個宇宙中都沒有多少天體，它又是如何成長到如此巨大呢？
現(xiàn)有的黑洞理論認(rèn)為，黑洞是大質(zhì)量恒星晚年死亡時演變而來，也就是說它實際上是恒星的殘骸。恒星起源于星際間物質(zhì)在引力作用下的聚合，按照質(zhì)量會形成黃矮星和紅矮星等不同種類的恒星，在演化末期，又根據(jù)質(zhì)量形成紅巨星或紅超巨星。最后放出星云或產(chǎn)生超新星爆發(fā)，剩余的物質(zhì)就按照質(zhì)量形成白矮星中子星或黑洞。
既然是恒星死亡后的殘骸，黑洞的質(zhì)量就注定不會一開始就特別大。雖然它可以通過吞噬周圍物質(zhì)來壯大自己，但從理論上來說，一個黑洞至少要花3000萬年的時間才能使自己的質(zhì)量增長一倍。像J2157這樣相當(dāng)于上百億倍太陽質(zhì)量的黑洞，需要極其漫長的演化歲月才能有如今當(dāng)怕的體型。
按照常規(guī)理論來看，它顯然不可能發(fā)展的如此迅速�？茖W(xué)家猜測，這種超大質(zhì)量黑洞可能起源于早期宇宙的某些關(guān)鍵時刻。早期宇宙的物質(zhì)密度非常大，在部分區(qū)域可以直接引力坍縮形成黑洞，它們名為原始黑洞。
雖然近些年的觀測分析結(jié)果幾乎推翻了所有原始黑洞的形成模型，但還有一類原始黑洞被允許存在。這類黑洞的最初質(zhì)量約為太陽的10萬倍，它們在宇宙大爆炸的第一秒就誕生了。這種黑洞會在短時間內(nèi)吞噬周圍大量的物質(zhì)，迅速壯大自身，最后可能就變成了我們?nèi)缃裼^測到的超大質(zhì)量黑洞。
不過這也僅僅是目前的理論之一，超大質(zhì)量黑洞的形成仍然是一個謎題。黑洞是宇宙中重要的組成部分，當(dāng)我們找到謎題的答案時，可能會對宇宙演化過程有更深入的理解。
