宇宙飞船,大黑洞诞生记:科学家模拟首批星系若何孕育巨型黑洞

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太空旅行以后会成为一个常态,然而超越了地球亲切拥抱的界限,外部的威胁在等待着每一位太空旅客。飞行在外太空,就不像在陆地上开车畅游了,就像是穿行在射击场里。对于一个不知情的游客来说,似乎就是宇宙在举枪瞄准一样,太空中存在着粒子,甚至灰尘大小的颗粒,卵石

  对于神秘莫测的黑洞,科学家的研究不停深入。借助“蓝水”超级计算机“中兴模拟”项目的数据,研究人员发现大质量黑洞可以在没有恒星存在,但快速扩张的星系区域形成,尤其是暗物质光晕。据科学家展望,无论是在宇宙降生之初照样当前的星系,绝大多数大质量黑洞的源头都是暗物质光晕。
宇宙飞船,大黑洞诞生记:科学家模拟首批星系若何孕育巨型黑洞   科学家模拟的年轻星系,在发生辐射(白色)和金属(绿色)的同时加热周围气体。暗物质光晕(插入图)正在形成3个超大质量黑洞   在展现早期宇宙若何演化出第一批大质量黑洞方面,科学家又往前迈进一步。虽然这些遥远黑洞的光线异常强烈,足以被130亿光年外的望远镜捕捉到,但它们若何形成仍是一个不解之谜。借助“蓝水”超级计算机70TB“中兴模拟”项目的数据,研究人员发现大质量黑洞可以在没有恒星存在,但快速扩张的星系区域形成。
宇宙飞船,大黑洞诞生记:科学家模拟首批星系若何孕育巨型黑洞   艺术概念图,银河系的暗物质蓝色光晕   佐治亚理工学院相对论天体物理学中央副教授约翰·维瑟示意:“研究中,我们发现了触发黑洞形成按钮的一种全新机制,尤其是在暗物质光晕。我们不能紧盯着辐射不放,还需要聚焦这些光晕的生长速率。我们不需要太多物理学研究就能领会这些光晕,只需要研究暗物质若何漫衍以及引力若何对它们发生影响。想要形成大质量黑洞需要身处一个罕有区域,即大量物质群集的区域。”   凭据这项新研究,星系的快速扩张能够导致黑洞形成。这推翻了长久以来科学家普遍接受的假设,即这些区域会限制黑洞的生长能力。研究人员指出黑洞可能在暗物质光晕中形成。暗物质将星系聚合在一起。
宇宙飞船,大黑洞诞生记:科学家模拟首批星系若何孕育巨型黑洞   超大质量黑洞周围的物质云   科学家此前以为黑洞只能在充斥着辐射的区域形成。都柏林都会大学天体物理学与相对论研究中央的约翰·里根示意:“此前的理论以为这种征象只能发生在露出于抹杀恒星形成的高水平辐射环境。随着研究的深入,我们发现这些区域会履历一个极速生长阶段。星系降生阶段的快速而凶猛的扩张以及物质的凶猛对撞,会阻止正常的恒星形成历程,进而为黑洞的形成缔造完善条件。这项研究另辟蹊径,开拓了一个全新的研究领域。”
宇宙飞船,大黑洞诞生记:科学家模拟首批星系若何孕育巨型黑洞   艺术概念图,一个被致密气体-灰尘盘围绕的星系中央超大质量黑洞   研究历程中,

温度高达1500万摄氏度,那里才是地球真正的生命之源!

现在人类已经比较了解太空中的距离,而使造访临近天体成真的速度,也就是月球,只要时3天间。太阳对我们至关重要,若没有太阳,地球和月球只会是冰冷又阴暗的岩石堆,在太空中漫无目的的漂移。虽然光是银河系就有亿万颗恒星,太阳是最重要的,至少对我们来说是如此

科学家使用了“中兴模拟”项目2011年至2014年获取的数据。他们发现10个本应该形成恒星,但只存在致密气云的暗物质光晕。在Stampede2超级计算机的辅助下,研究小组对这些光晕进行了更高解析度的模拟,从而展现了大爆炸后2.7亿年所发生流动的空前细节。   维瑟指出:“只有在宇宙的这些超致密区域,我们才看到了大质量黑洞的形成。暗物质发生了绝大多数引力,气体在引力的作用下坠落并不停蕴蓄,能够形成大质量黑洞。”模拟效果显示这些黑洞能够以惊人的速率生长,不停俘获周围的气体和其它物质团并将它们压缩。
宇宙飞船,大黑洞诞生记:科学家模拟首批星系若何孕育巨型黑洞   借助“中兴模拟”项目的数据,研究人员发现大质量黑洞可以在没有恒星存在,但快速扩张的星系区域形成   维瑟示意:“凭据天文学家的观察,超大质量黑洞的质量能够在8亿年内到达太阳的10亿倍。这需要黑洞所在区域存在数目惊人的物质。宇宙降生之初,这些区域就形成了星系。”   研究小组示意形成黑洞的暗物质光晕可能比此前以为的更为普遍。密歇根州立大学教授布赖恩·奥希亚指出:“发现这些光晕是该研究的一项令人兴奋的功效。它们虽然罕有,但可能比此前以为的普遍。凭据我们的展望,无论是在宇宙降生之初照样当前的星系,绝大多数大质量黑洞的源头都是这些暗物质光晕。”
宇宙飞船,大黑洞诞生记:科学家模拟首批星系若何孕育巨型黑洞   超大质量黑洞是星系中央的致密区域,质量可到达太阳的数十亿倍。它们能扭曲时空(如图),甚至连光线也无法逃走它们的引力
  黑洞是一个怎样的存在?   黑洞的密度极高同时拥有惊人的引力,任何形式的辐射都无法逃走它们的魔爪,哪怕是光线。借助超乎想象的引力,它们让灰尘和气体群集在自己周围。据信,黑洞的伟大引力就是星系中的恒星围绕中央运转的缘故原由所在。但黑洞若何形成,科学家知之甚少。   天文学家以为黑洞可能由规模可到达太阳10万倍的气体云塌陷形成。在这些黑洞中,许多充当了更大黑洞的“种子”,通过碰撞合并形成超大质量黑洞。每一个已知大型星系的中央都潜伏着这样的超级黑洞。另一种情形是,超大质量黑洞的“种子”来源于质量百倍于太阳的巨型恒星。燃料耗尽后,巨型恒星发生塌陷并形成黑洞。巨型恒星殒命时会发生超新星爆炸,将恒星外层的物质抛射到深空。

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