在银河系的中心,天文学家借助红外波段的观测,追踪了中心附近恒星的轨迹,发现了一个隐藏的黑洞,其质量约为430万倍太阳质量。对于遥远的星系,我们并非通过观测恒星,而是通过观察气体团块的运动来推断中心黑洞的存在。
黑洞的存在似乎是一把双刃剑。虽然它们使整个星系更有秩序,但同样具有破坏性。黑洞能够摧毁周围的恒星系统,释放的辐射让生命无法存活。这样看来,黑洞拥有强大的支配力,可以塑造星系,也能摧毁一个星系中的大部分生命。
经过大量的天文观测,我们发现几乎在所有的星系中心都藏有一个超大质量的黑洞。知道它们的存在后,我们自然会好奇这些黑洞是如何形成的,为什么它们位于星系的中心。
这些黑洞也是通过不断的发展壮大而来的。它们通过合并不断增加质量,聚集更多的宇宙物质,再通过继续合并来不断提升自身质量。经过数十亿至百亿年的漫长演化,它们变成了今天我们所见到的模样。我们观察到大多数星系的中心都有黑洞。
更科学的解释是,最初聚集的中性氢开始慢慢收缩,中心处演化出恒星。但由于质量巨大,这些恒星存在的时间很短,很快就塌缩成黑洞。随后,黑洞开始疯狂地吞噬周围的一切,并在两极出现巨大的物质喷流。这些被喷射出去的物质获得了原始星系的角动量,并开始围绕中心黑洞运动,形成星系盘。在密度波的影响下,星系盘逐渐长出旋臂。这些星系盘物质和未被黑洞吞噬的中性氢在引力作用下,又产生了更年轻的恒星群落,从而形成了漩涡星系。
值得注意的是,虽然大多数星系中央都有黑洞,但并非绝对。有些星系的中心并没有黑洞,其黑洞可能被某种力量踢出。没有黑洞的星系处于不稳定的状态,由于缺乏中心黑洞的引力控制,整个星系可能处于一个分崩离析的状态。相比之下,有黑洞的星系如NGC 253则展现出不同的景象。这是一个典型的恒星形成星系,也被称之为星爆星系。它距离我们1100万光年,位于玉夫座。星爆或“新生繁荣”星系一直是宇宙历史中恒星形成和星系演化的主要推动力。
无论是没有黑洞的星系还是拥有黑洞的星系,都是宇宙多样性的生动体现,让我们对宇宙的充满无限的好奇与想象。