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超级黑洞现身宇宙，质量大得令人吃惊，最大的黑洞可以有多大？-精选

来源：魅力科学君 时间： 2023-04-01 12:51:58

在我们银河系的中心区域，存在着一个名为“人马座A*”（Sagittarius A*）的超大质量黑洞，其质量约为太阳的430万倍，而仅仅是一个太阳的质量，就大概相当于33万个地球，对于我们地球人来讲，“人马座A*”无疑是一个异常庞大的存在，不过在宇宙中的那些超级黑洞面前，“人马座A*”就不够看了。

超级黑洞现身宇宙，质量大得令人吃惊

根据一项发表在《皇家天文学会月报》上的新研究，一个来自杜伦大学的天文学家团队发现了一个质量非常庞大的超级黑洞，它在天空中位于狮子座，距离我们大约2.7亿光年，位于一个名为“Abell 1201 BCG”的椭圆星系的中心区域，其质量高达太阳的327亿倍。

根据研究人员的介绍，这个超级黑洞质量大得令人吃惊，它导致了其附近的时空发生了明显的弯曲，进而产生了非常易于观测的“引力透镜效应”，而正是因为如此，我们才可以察觉到它的存在，并测算出它的质量。


(资料图片)

这里需要简单科普一下，根据广义相对论，有质量的物体会令其附近的时空发生弯曲，质量越大，这种弯曲就越明显，所以当某个天体发出的光线在经过那些大质量天体附近的时候，其传播路线也会发生弯曲，假如这些光线被观测者捕捉到，那么在观测者看来，这个发光天体的“像”就会出现扭曲变形，这种现象就被称为“引力透镜效应”。

在此次研究中，研究人员在“Abell 1201 BCG”星系的探测图像中发现了一种细长的，类似于眉毛的结构，进一步研究表明，这条“眉毛”其实是一个更远星系的“像”，研究人员认为，它的这种形状，其实就是“Abell 1201 BCG”星系产生的“引力透镜效应”造成的。

在此之后，研究人员利用超级计算机对“Abell 1201 BCG”星系进行了模拟，通过不断改变星系的构造，来寻找与观测数据相符的结果，在经过了数十万次模拟之后，研究人员找到一个最匹配的模型，进而确定了该星系中心黑洞的质量约为太阳的327亿倍。

研究人员表示，此次发现是令人兴奋的，因为这是我们第一次利用“引力透镜效应”发现如此巨大的黑洞。看到这里，相信大家会比较好奇，宇宙中还有比这更大的黑洞吗？我们接着看。

宇宙中最大的黑洞可以有多大？

根据广义相对论，黑洞的质量是没有上限的，但问题是，科学界的主流观点认为，宇宙诞生于大约138亿年前，而这就也意味着，宇宙中形成黑洞的时间是有限的，所以黑洞的质量应该有一个理论极限，实际上，在过去的研究中，科学家已经根据宇宙的年龄以及和可用物质的组成计算出了这个理论极限——太阳质量的500亿倍。

也就是说，从理论上来讲，目前宇宙中最大的黑洞，其质量最多也只能是太阳的500亿倍，然而在实际观测中，科学家却发现，有一个超级黑洞的质量似乎远远地超过了这个理论极限，如果它的质量得到确认，那它就是已知宇宙中最大的黑洞。

这个超级黑洞在天空中位于凤凰座方向，距离我们大约58亿光年，位于一个名为“凤凰A”（Phoenix A）的椭圆星系的中心区域，科学家根据它的气体吸积的演化模型以及星系的动力学和密度计算出，这个超级黑洞的质量大约为太阳的1000亿倍。

对于这个超级黑洞的质量为什么会超出理论极限，目前也没有确定的答案，科学家推测，这可能是因为目前的测量数据不够精确，或者是相关的理论还存在着不足。

值得一提的是，就算不考虑“凤凰A”，此次发现的这个超级黑洞仍然不是最大的，因为在猎犬座方向，距离我们大约104亿光年的位置上，还有一个比它更大的超级黑洞。

这个超级黑洞是位于名为“TON 618”的类星体的中心，在早期的研究中，它的质量曾被测定为太阳质量的大约660亿倍，但后来科学家通过更精确的测量得出，它的质量大约为太阳的407亿倍，所以它可以被视为已知宇宙中最大黑洞的“候选者”之一。

参考资料：

J W Nightingale, Russell J Smith, Qiuhan He, et al. Show more Abell 1201: detection of an ultramassive black hole in a strong gravitational lens, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 521, Issue 3, May 2023, Pages 3298–3322

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。

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