巨型恒星,具体来说是质量至少为太阳8倍的恒星能够变成黑洞。因为这些巨星的燃烧速度非常快,寿命非常短。它们在一生中的大部分时间里,都在把氢通过核聚变,转化为氦。
氢耗尽后,它们会把氦转化为更重的元素。层层转化之后,直到生成铁。铁若想聚变成更重的元素,需要吸收能量,而不是释放。因此聚变反应骤然中止。失去聚变压力支撑的恒星在瞬间崩溃。
外层被抛出,内核塌缩,大量物质被生生塞进一个体积极小的空间内。黑洞由此诞生。
黑洞之间存在着弱肉强食,黑洞也会吞噬周围的其他星际物质,并在此过程中逐渐长大。若是时间足够久,食物足够多,黑洞会变得极其巨大,成为所谓的“超大质量黑洞”。这些怪兽中有很多隐藏在星系的中央,它们的质量可达太阳的几百万倍。
黑洞并不会因为胖而不吃东西。坠入星系中央超大质量黑洞的物质会在此过程中变得极其炽热,产生极亮的光,比整个星系还要耀眼。这样的天体有许多名字。类星体,耀变体,活跃星系核,指的其实都是同一样东西——那些正在星系中央胡吃海喝的巨型黑洞。
听起来很有意思,也有一点点恐怖,但这都不是重点。重点在于,类星体大多离我们极其遥远,这意味着我们看到的,其实是宇宙还很年轻时(最多是大爆炸后几十亿年)的景象。
而这里就产生了一个矛盾。如果超大质量黑洞果然是沿着前面所讲的顺序演化而来的,那么这个过程所需的时间,远远超过了宇宙当时的年龄。为什么在宇宙还很年轻的时候,类星体就已经存在了?这就是超大质量黑洞的起源之谜。
由此天文学家想到,在早期宇宙中,从恒星到黑洞再到类星体这一条演化路径,可能是不适用的。早期宇宙中必然存在一条能够产生大型黑洞的捷径。这条可能的捷径就是,超大质量黑洞是由超大质量恒星直接塌缩产生,或以此为基础,经历较少的合并过程后产生的。
令人瞠目结舌的一点是,这里所说的超大质量恒星,其质量可达太阳的10万倍以上。这么大的恒星,今天是不可能存在的。假如我们把这么多物质压缩到恒星产生所需的小空间中,它们就会变得不稳定,其内部会发生许多相互作用,进而解体。它们会像手中的饼干一样化为碎屑。其最终结果是产生许多大小一般的恒星,而不是一颗单一的巨星。
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