爲什麼大多數星系中央會有一個黑洞?

阿土仔聊球


這個問題,很多的科學家推測可能涉及原始宇宙,可以追溯到宇宙起源。



通過宇宙微波背景可以確定,足夠來源於大爆炸,宇宙大爆炸時,是沒有任何星體誕生的。直到十億年後,短短的十億年膨脹,宇宙毀滅不會太大。有限的空間和巨大的密度讓第一代恆星誕生了。


這個時期的恆星任何一個都是巨無霸的存在,這個時期的大質量恆星的壽命非常短,死亡後幾乎都是以超新星爆發,塌縮黑洞結束自己。至今人類從未發現過一代恆星。

通過研究類地行星,包括地球在內的重金屬元素可以確定,都是恆星產物,因為這些行星比如地球上的鐵,金,銀等等元素,就連太陽都是沒法生成的。這些重元素都是輕元素聚變而來。能夠產生元素聚變的只有恆星。

由此,科學家推測,曾經的一代恆星超新星爆發後,向周圍劇烈拋灑物質,可觀的拋灑物質再次形成比較小的恆星和行星等。


由於塌縮成為黑洞,不斷吞噬著周圍物質,黑洞與黑洞之間的相互吞噬,導致引力越來越強,範圍越來越廣,不斷吸引周圍的恆星,小恆星系統向其靠近。在各天體引力的互相吸引作用下,本不受黑洞引力範圍的天體也類似牽一髮而動全身,加速這個運動中。通過研究,銀河系黑洞引力範圍根本不足以撼動整個銀河系,但是外圍天體仍然參與運動。很可能就是引力互相作用。

舉個例子,好比太陽系,某個黑洞的引力可以影響太陽,但是影響不到冥王星,但是隻要它對太陽產生引力,太陽在向它靠近的時候,就是拉動整個太陽系向它靠近,間接拉動冥王星,因為冥王星又是受太陽引力控制的。由此形成規模可觀的大型星系。


良良引力波


對於這個問題,儘管沒有直接邀請,但是看到在目前的所有回答當中,沒有一個比較合適的解答,所以覺得還是有必要回答一下。對於為何幾乎每一個星系的中心會有黑洞,我們可以通過兩個層次來回答這個問題。首先我們可以說是從觀測上得到的結論。比如說我們銀河系的中心,天文學家就通過紅外波段對中心附近恆星軌跡的追蹤觀測,證明存在著一個大約為430萬太陽質量的黑洞。對於臨近的星系,儘管不是通過看恆星,但是通過看氣體團塊的運動,來判斷中心黑洞的存在。如果星系比較遙遠的時候,那麼我們就可以通過一些其它的觀測跡象來推斷黑洞的存在。因為黑洞在吸積周圍靠近氣體的時候,不僅僅會產生比較明亮的輻射,同時也會將一部分氣體沿著轉動方向拋射出去,從而產生了我們熟知的噴流。因為噴流所產生的能量非常強,比星系本身所產生的能量還要多,所以從非常遙遠的地方就可以看到,而且看起來像一個點,這就是我們最早知道的類星體,或者被稱之為活動星系核。所以說活動星系核就是黑洞吸積周圍氣體所產生的劇烈噴發現象。通過大量的觀測,我們現在知道,幾乎在所有的星系中心都有一個超大質量黑洞的存在。知道它們存在之後,我們就想知道另外一個問題,這些黑洞是如何形成的,為什麼它們位於星系的中心。對於它們的來源問題。如果用一個勢井來描述星系的話,星系的中心往往是勢井最深的地方,所以重的天體就會往星系的中心移動。黑洞作為最為緻密的一種天體,即使最初不在星系中心,也會慢慢向中心移動。接下來,最初小的黑洞(質量大約在幾十個太陽質量)相互碰撞,會逐漸形成所謂的超大質量黑洞的種子(有可能是幾十萬個太陽質量),再通過氣體的吸積,長成我們現在看到的成熟的超大質量的黑洞。目前通過大量的觀測表明,黑洞的質量和星系核球的質量以及自身宿主星系的質量存在著一定的比例關係,這就說明黑洞在一定程度上和星系是共同演化的。但是究竟如何共同演化,目前並沒有一個很明確和清楚的答案。


黑洞來客


大多數星系中央會有一個黑洞這是一個事實,天文學家發現大多數的星系都有這個特點,但不是絕對的。有些星系中心是沒有黑洞,其黑洞可能被踢出了。沒有黑洞的星系處於不規則的狀態,由於缺少了中心黑洞的引力控制,整個星系也處於一個分崩離析的狀態。有黑洞的星系,比如NGC 253,這是一個典型的恆星形成星系,也可以稱之為星爆星系。它位於1100萬光年遠的玉夫座。星爆或“新生繁榮”星系一直是整個宇宙歷史中恆星形成和星系演化的主要驅動力。

因此,瞭解這些星系的核心中正在發生什麼是至關重要的。有觀測顯示這個星系的黑洞可能在未來被踢出,但這僅僅是推測。黑洞的存在看上去也是一件好事,比如可以讓整個星系變得更有秩序,但黑洞也不是一個省油的燈,黑洞能夠讓周圍的恆星系統處於死機狀態。黑洞釋放的輻射能夠摧毀周圍的恆星系統,讓其生命全部死亡,由此看出,黑洞是一個雙刃劍,能夠支配整個星系,也可以摧毀一個星系中的大部分生命。為什麼大多數星系中央會有一個黑洞的形成原因在於黑洞也是不斷髮展壯大的,黑洞通過合併不斷增加質量,聚集更多的宇宙物質,接近再繼續合併,通過星系合併不斷增加黑洞的質量。經過數十億年至百億年的發展,變成了今天的模樣。於是我們就看到大多數星系中央會有一個黑洞。


川陀太空問答


在過去的十年裡,研究人員意識到大多數星系在它們的中心區域至少有一個黑洞。 但是這些黑洞並不是太陽質量的三到十倍的恆星。 它們的大小極大地增加了人們的想象力——它們擁有數百萬甚至數十億倍的太陽質量。 甚至就在我們的銀河系也有四百萬個太陽質量的黑洞位於其中心,距離地球大約只有27000光年。

我們現在知道, 超大質量黑洞與環繞它們的星系有著不可分割的聯繫。

例如,超重黑洞的大小似乎與其存在的星系有直接的關係。 大約十年前, 研究人員計算出超重黑洞的質量似乎與其銀河系中央部分的質量有著不變的關係, 這個部分被稱為"蛋黃"(想想煎蛋裡的蛋黃)。 這種關係支持了一個觀點,即星系的進化和結構與其黑洞的尺度密切相關。

其他研究發現了另一個強有力的相關性。 這一次是在超重黑洞質量和恆星在其星系外部區域的軌道速度之間存在關係。在那裡,超重黑洞的直接引力影響應該很弱。但是,有很明顯的證據表面:黑洞越大, 外圍恆星的運動速度就越快。

因此,現在人們相信黑洞不僅在整個宇宙中很普遍,而且它們在我們今天所居住的宇宙的形成和演化中發揮著根本性的作用。事實上,如果沒有他們,我們可能都不會出現在這裡。

大多數天文學家相信宇宙始於大約150億年前的一次被稱為大爆炸的事件。 宇宙中所有的物質, 所有的空間,甚至時間,都在這次事件中被創造了。

第一批恆星是巨大的、熾熱的。 它們消耗了大量的物質,因此只有幾億年的壽命。 相比之下,我們的太陽已經閃耀了四十五億年。

當為第一批恆星提供能量的核燃料耗盡時,隨之而來的爆炸將物質拋向下一代恆星。 但是,由於它們巨大的質量,它們的核心會繼續縮小, 直到它們變成巨大的黑洞,比我們的太陽質量大幾百萬到幾十億倍。

這些第一批黑洞既是毀滅者,也是吞噬物質的創造者——吞噬過於接近的物質。同時投擲高能的粒子射流,以及放出因為它們狂暴地進食所產生的輻射。 這些可以長達數百萬光年的噴流被認為會觸發一代又一代恆星的形成,從而使第一批星系充滿星光。 因此, 這些原始的超大質量黑洞很可能是在星系的形成之前產生並幫助它們繼續旋轉的最初動力。 它們對星系進化至關重要(現在仍然如此!) 從長遠來看,我們的太陽,我們的星球,可能都是間距由超大黑洞的影響誕生的。


低熵製造機


目前的天文觀測顯示,很多星系的中心區域都有恆星以極快的速度繞著不大且不可見的天體運動,這種天體的質量可以達到幾百萬甚至幾十億倍的太陽質量,因此最有可能的解釋是——這些星系核心存在著

超大質量黑洞

簡單的說,星系是在引力作用下聚集到一起的一大團東西,這些東西里面有恆星、有氣體和塵埃、還有暗物質和輻射。引力是與距離的平方成反比的,也就是說距離越遠引力越小,這就容易導致中心的密度比外圍高,也就是星系中心的物質會比較密集。如果用我們身邊的例子來說,地球上的東西都受到引力作用,所以自然狀態下我們腳下所踩的大地是密度較高的、固態的,我們頭頂的空氣是密度較低的、氣態的。

在引力的主導下,星系中心比較容易形成大黑洞,用一個可能不是很恰當的比喻來說,一個城市的高樓區和人口密集地帶,往往處於城市中心。

具體來說有很多種情況,有些我們還只是略有了解。比如星系中心比較高的物質密度可能會更容易產生很大質量的恆星、靠的很近的雙星等容易產生恆星級別黑洞的天體,一些這種小黑洞向星系中心聚集,會合併成更大質量的黑洞。除了恆星之外,星系形成早期也含有很多氣體,可以給中心黑洞提供充足的原料,這樣黑洞就慢慢長大了。此外,星系之間也會發生碰撞和合並,這一過程可能也會加速中心超大質量黑洞的形成。

星系形成是極為複雜的過程,有很多的進展,也有很多尚未解決的問題,比如目前還缺乏黑洞的直接觀測證據。前面有人說的“先有黑洞,然後才會產生星系”、“星系中央有比較密集的星團是真的,但卻並沒有黑洞”、“只要有大的空間坍塌,就會形成漩渦式黑洞”、“根據霍金的原理:質量小的恆星圍繞著質量大的恆星”之類的說法,都更像是在講一個故事,而不是科普回答,更不談不上科學研究。

宇宙浩瀚無垠,個人水平有限。如有疏漏,請多指教。


喬小海


為什麼大多數星系中央會有一個黑洞?

其實這個問題挺好理解的,如此龐大的一個星系中心如果不是一個可以無限增長質量的黑洞能HOLD住之外,試問.....還有哪個天體有如此功力?

人馬座的SGR A*的X射線耀斑暴露了這是一個黑洞

宇宙誕生早期是很難形成大型星系的,最多是多聚星或者更大一些規模的小星團,因為中心的恆星類天體無法永續增長質量,因此它們能HOLD住的恆星數量是有限度哦,但這些超巨星很快將過完這一生,在無比壯烈的超新星爆發中.....黑洞誕生了,正是早期的豐富元素得以讓黑洞迅速成長為星團的核心....

這是我們觀測到最大的黑洞S5 0014+81的直徑大於冥王星和太陽之間的距離47倍中間這個小點就是整個太陽系,包括冥王星!而其質量則是太陽的400億倍,每年吞噬的質量相當於4000個太陽!然而我們發現的最大質量的恆星卻只有太陽的260倍左右,完全不在一個數量級上!

因此首批黑洞早在135億年前即形成,而首批星系則到了132億年以前才形成規模!當然題主所說的星系中都有一個黑洞是不對的....我們的銀河系就不止一個,而是有很多個哦.....

錢德拉X射線太空望遠鏡銀心眾多的X射線源頭,而中間標出的Sgr A*則是質量達400萬個太陽的巨型黑洞!因此可以相信,那些巨大星系的內部,肯定不止一個,而通過觀測發現也是存在這樣的情況。

這就是兩個互相環繞的黑洞,位於蠍虎座BL型天體,質量是太陽的180億倍!

所以星系中央的巨型黑洞是命運所然啊,並非黑洞要成為中心,是一幫小兄弟繞著繞著就成了星系的中心.....


星辰大海路上的種花家


在我們的宇宙中存在著約10萬億個星系,每個星系的形狀都各不相同, 之所以這樣,全都來源於星系中央的黑洞。我們知道地球圍繞著太陽轉,太陽圍繞著銀河系的中央旋轉,這也萬物定律,在銀河系上還有這超星系團,例如我們所在的拉尼亞凱亞超星系團圍繞著一個叫做巨引源的神秘物體運轉,這個物體直徑約為1.5億光年,科學家推測,它應該是一個宇宙級別的黑洞。

好了會到正題,我們知道宇宙在擴張,一種不知名的能量在控制擴張,它就是暗能量,暗能量佔總體宇宙質量的65%,科學家認為暗能量來源於物質和反物質泯滅產生,簡單地說,暗能量就是一根線,黑洞是一個圓盤,所有的恆星都和一個圓盤鏈接,當圓盤轉動,恆星也會跟著轉動。而這根線就是暗能量,通過檢測發現,在宇宙中並不是所有地方都存在暗能量,大多數的啊能量存在於星系中。黑洞關係到星系的演化、起源、終結。如果沒有黑洞,我們的銀河系會如同散沙一樣。後果將會太陽和附近的比鄰星相撞。


宇宙V空間


為什麼星系中心幾乎都有一個黑洞

部分是,宇宙大爆炸以後,最初聚集的大團中性氫開始慢慢地收縮,在中心處開始演化出恆星,由於質量巨大,它們僅僅存在了很短的時間便塌縮成黑洞,隨後便開始瘋狂地吞噬周圍的一切,並在兩極出現規模極其巨大的物質噴流,這些噴射出去的物質獲得了原始星系的角動量並開始圍繞中心黑洞運動,成為星系的星系盤,在密度波的影響下逐漸形成旋臂,這些星系盤物質和原來沒有被黑洞吞噬的中性氫一起在引力作用下又慢慢產生更年輕的恆星群落,漩渦星系便由此產生

根據霍金的原理:質量小的恆星圍繞著質量大的恆星。那麼我得出的結論就是黑洞的質量是星系裡最大的?當然這個是早有的結論。但是我要說的是萬物的引力是由於黑洞產生的,而不是本身具有的,你們有沒有發現黑洞的形狀像是沙塵暴?當沙塵暴出現的時候附近的物體就會被捲起來,那麼黑洞會不會也就是因為這樣而吸引起恆星的呢


心揚一九八八


在大多數星系的中心,都有潛伏著一個超大質量黑洞。當星系之間相互碰撞並融合時,黑洞也會一併融合,產生了我們今天在宇宙中看到的超級巨獸。



從概率論上來講,星系中心更容易獲得物質,有利於巨型恆星和黑洞的形成。

當一個星系中的恆星進入衰老期,發生超新星爆炸時,大量的恆星物質拋向四周,而星系的中心,更容易彙集這些物質,導致出現巨型恆星。

我們瞭解到,越大的恆星,在壽命終結時由於內部引力更大,越容易形成黑洞,而小質量的恆星,只能形成白矮星和中子星。

另外,當黑洞形成後,還有可能吞噬周圍的星體。星系的中心由於物質密集,使得吞噬更為容易,吞噬的質量更多,容易形成大型黑洞。

大型黑洞在霍金蒸發效應上更為緩慢,壽命更長,在時間上保證了它能夠吞噬更多的星體。

強者愈強,宇宙法則也是這樣。


千億炮彈


大多數星系中心有一個超大質量黑洞,的確如此,但黑洞的存在和星系的形成可能沒有直接的因果關係。

第一批星系是從原始氫雲中誕生的,而第一批超大質量黑洞的出現有兩種可能的方式。一種是在氫雲內密度極高處直接坍縮形成,一種是由大質量恆星爆發形成的恆星級黑洞不斷合併形成。但後者根據計算在宇宙有限的歷史內不足以形成現在那麼巨大的黑洞。

因此第二種情況可能不成立。那麼第一種情況中,一團自旋氫雲中密度最大的可能就是它的核心處。氫雲逐漸變成星系後,黑洞也就在它的核心處出現了。所以黑洞和星系的形成更像是一種巧合。有聯繫但沒有直接因果關係。星系的形成和黑洞的形成是同步開始的,而黑洞的形成更快一些,畢竟坍縮可能就是一瞬間的事。星系是因雲團因引力聚集在一起並演化出大量恆星的,而不是因黑洞的引力,使恆星聚集在一起的。

最初的星系普遍都是比較小的,星系是這樣,黑洞可能也是這樣(但直接坍縮形成的黑洞仍然比恆星級黑洞大一個數量級)。星系的融合使得星系越來越大,而星系中心的黑洞也會發生融合,變得越來越大。最終出現今天觀測到的那種黑洞巨無霸。


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