活动星系核与类星体

超大质量黑洞

/ SMBH /

黑洞是一片引力强到任何东西(连光也不例外)一旦越过一个叫“事件视界”的边界就再也逃不出来的区域。恒星死亡后留下的黑洞只有太阳的几倍到几十倍重。但几乎每个大星系的中心都坐着远为庞大的东西:一个比太阳重数百万到数十亿倍的黑洞。这就是超大质量黑洞(SMBH)。

就质量而言,数字令人咋舌:典型的一个在约 10^6 到 10^10 个太阳质量之间。然而黑洞的尺寸随质量成比例,即便是这些巨兽也很紧凑——一个十亿太阳质量的黑洞,事件视界只比我们的太阳系宽几倍,在星系尺度上不过一个小点。我们靠观测恒星和气体绕中心的运动来称它们的重量:东西绕一个看不见的点转得越快,藏在那里的质量就越大。在银河系中心,恒星绕着一个约 400 万太阳质量的隐形天体(人马座 A*)打转,如今我们甚至已经直接拍到了这样一个黑洞投下的阴影。

超大质量黑洞是每一个 AGN 和类星体的引擎:当气体朝它坠落时,释放的能量点亮了星系核心。关键的是,黑洞的质量与它整个宿主星系的某些性质同步变化(即 M-σ 关系),暗示它们是一起长大的。它们如何在早期宇宙中如此迅速地长到这么大——有些在宇宙不到十亿岁时就已经有数十亿太阳质量——至今仍是悬而未决的谜。一个常见的误解是它们会把所在的星系“吸进去”;事实上星系的大部分都在黑洞引力可及范围之外绕行,受到的拉力不比一颗遥远行星感受到恒星的引力更强。

星系 M87 拥有一个约 65 亿太阳质量的黑洞。2019 年,事件视界望远镜拍下了被它的事件视界弯曲环绕的发光光环——这是人类第一次直接拍到超大质量黑洞的阴影,一个比我们整个太阳系还宽的暗盘。

数百万到数十亿个太阳的质量,挤进一个太阳系大小的区域。

超大质量黑洞并不会把所在星系吸光——远离中心处,恒星绕它转的方式与绕任何等质量天体并无两样。它只“吃”那些恰好坠到极近处的气体,而大多数时间里它都安静而黑暗。

又称
SMBH巨型黑洞SMBH