黑洞的形成一直是天文学界的难题,而“直接坍缩”理论则为我们揭开了一丝神秘的面纱。有些黑洞竟然是在没有经历超新星爆发的情况下悄然形成的?
提到黑洞,很多人第一时间会想到的就是科幻电影里虚构的情节,或者一些非常专业的物理学术语,对于我们这些非专业人士来说,黑洞的真实存在还是有些难以置信的。
直到1992年,天鹅座V404被确认是离我们最近的黑洞,它距离地球大约8000光年,这个数字在天文学中已经算是很近的了,至少比很多我们已经确认存在的天体要近得多。
更令人兴奋的是,天文学家通过研究发现,这个黑洞是宇宙中第一个被确认存在的黑洞,在此之前,人类对于黑洞的存在还停留在理论阶段。正因为有了这个发现,人类第一次真正把自己与黑洞之间的距离拉近了一些。
关于天鹅座V404黑洞是如何形成的,研究人员仍然在猜测之中。
按照目前最流行的说法,这个黑洞的前身是一颗质量巨大的恒星,在经历了内部核反应产生的能量与引力之间的斗争后最终选择了放弃,并在引力的作用下完成了自我坍缩,从而变成了如今这个超大质量黑洞。
关于这个理论的适用性,我们暂且不论,如果放在天鹅座V404这样一个恒星级黑洞上,还有很大的争议。
毕竟按照这个理论推测的时间线来看,这颗黑洞应该是在距今40亿年前就已经形成了,而当时宇宙中的物质还非常稀薄,根本没有足够多的星际物质让一颗恒星诞生,更不用说在恒星经历完超新星爆发后留下的残骸会足够多到形成黑洞了。
可以说,这个理论最适合解释的是超大质量黑洞的形成,但如果把它放在恒星级黑洞上进行推测,那么其中的不确定因素会非常多,甚至可以说是完全无法确定。
换句话说,这个理论很有可能根本就不适用于恒星级黑洞的形成。
于是研究人员开始从天鹅座V404周围的环境入手,希望能够找到一些新的证据,从而确认这颗黑洞真正形成的原因。
从目前得到的资料来看,天鹅座V404周围并没有大量的星际物质存在,这一点倒是印证了直接坍缩理论的观点。
也就是说,这颗黑洞在诞生的时候根本就没有像其他恒星那样完成自己的光辉历程,而是直接选择了自我坍缩,从而成为了如今这个宇宙中的“怪物”。
直接坍缩理论虽然解决了一些问题,但也引发了更多的问题,比如,这样一个怪物为什么会出现在离我们如此近的地方?
要知道,8000光年的距离在宇宙中几乎可以忽略不计,人类即便再怎么努力也无法在短时间内走完这样一个距离,即便是以光速行进。
而且更让人感到疑惑的是,三体星系在宇宙中并不鲜见,但像天鹅座V404这样包含黑洞的三体星系却让人很难理解。
我们知道,三体星系一般是由三颗质量相近的恒星组成,它们之间会互相吸引,并因为引力作用而形成一个稳定的系统。
在这样的系统中,一颗恒星如果过于靠近另一颗恒星,那么势必会受到更强的引力作用,从而被撕扯出去。
但如果它们之间的距离足够远,那么这颗恒星就会像其它恒星一样,保持稳定运行。
显然,包含黑洞的三体星系并不符合这样的逻辑,如果将黑洞视为一个恒星的话,那么按照我们对三体星系形成和发展的规律推测,它应该是和其他恒星一样,处于三体星系之中,并且和其他两颗恒星保持着一定的距离。
但当天文学家通过分析发现V404系统中的两颗恒星时,却发现它们之间确实存在着微弱的引力作用,这说明它们确实被束缚在了一起,组成了一个稳定运行的三体星系。
但是这个三体星系中怎么会出现一个黑洞呢?如果这颗黑洞和其他两颗恒星之间保持着足够远的距离,那么它根本就无法对其他两颗恒星产生影响。
但如果它们之间的距离过近,那么凭借着黑洞强大的引力作用,很可能会直接将这两颗恒星撕扯出去。
不管是哪种情况,都无法让这个三体星系稳定运行,而正是这一点,让研究人员感到疑惑。
按照目前的理论推测,一个包含黑洞的三体星系应该是非常不稳定的,如果它们之间存在着足够强大的引力,那么很有可能会发生像上面所说的那样。
但如果它们之间的距离很远,那么黑洞根本就无法对其他两颗恒星产生影响,这样一来,这个三体星系就失去了存在的意义。
所以包含黑洞的三体星系究竟是如何形成并且保持稳定运行的,目前仍然是一个谜。
令人兴奋的是,当研究人员对V404系统进行深入分析的时候,他们竟然发现了一颗第二颗恒星!
这颗恒星并不像伴随V404运行的那颗恒星那么近,而是位于一个相对较远的位置上,围绕着黑洞运行一周需要7万个地球年之久。
乍一看,这样远距离运行的一颗恒星,和黑洞之间的引力作用应该是微乎其微,那为什么它还会被束缚在这个系统之中呢?
要知道,一旦这颗恒星脱离了这个系统,那么它就再也无法回来了,最终只能孤独地游离在宇宙之中。
但是从目前得到的数据来看,这颗恒星并没有这样的风险,它依然稳稳当当地围绕着黑洞运行,而且已经有很长的一段时间了。
那么是什么原因,让这颗恒星能够一直保持这样的轨迹呢?
研究人员推测,可能是这颗恒星在形成的时候,就已经被天鹅座V404吸引,从而被拉入到了这个系统之中,而后因为距离较远。
所以一直以来都处于一种非常微弱但又足够稳定的引力作用之中。这种状况一直持续到现在,并且有可能会一直持续下去。
这是一种合理的解释,但其中也有很多不确定因素,比如这颗恒星和黑洞之间确实存在着非常微弱的引力作用。
但如果这个作用随着时间不断累积,那么这颗恒星很有可能会被逐渐拉近到一个临界点,在那里,它将会受到更强大的引力作用,并且在不可逆转的过程中被撕扯到黑洞内部。
虽然目前还没有这样的例子出现,但是这种情况确实存在着很大的可能性。如果真的发生了这样的情况,那么这颗恒星将会以极快的速度被撕扯到不可逆转的位置,并最终消失在这个宇宙中。而这一切,都离我们非常近,仅仅8000光年的距离。