超大質量黑洞是黑洞的一種,其質量是太陽質量的至倍(至千克)。現時一般相信,在所有星系的中心(包括銀河系的中心在內)都存在超大質量黑洞。
斯皮策揭示了可見光看不見的:
低溫恆星(
藍色),
熱的塵埃(
紅色),
靠近中央的明亮白點是人馬座A*。
比較超大質量黑洞與其他質量相對較低的黑洞,可見一些特別的性質:
- 超大質量黑洞平均密度可以很低,甚至比空氣密度還要低。這是因為史瓦西半徑與其質量成正比,而密度則與體積成反比。由於球體(如非旋轉黑洞的事件視界)體積是與半徑立方成正比,而質量差不多以直線增長,體積增長率則會更大。故此,密度會隨黑洞半徑增長而減少。
- 在事件視界附近的潮汐力會明顯較弱。倘有一太空人向黑洞中央移動,在他到達黑洞深處之前不會感受到明顯潮汐力,此係因事件視界距離位處中央之引力奇點很遠所致。
超大質量黑洞的形成有幾個方法。最明顯的是以緩慢的吸積(由恆星的大小開始)來形成。另一個方法涉及星雲萎縮成數十萬太陽質量以上的相對論星體。該星體會因其核心產生正負電子對所造成的徑向擾動而開始出現不穩定狀態,並會直接在沒有形成超新星的情況下萎縮成黑洞。第三個方法涉及了正在核塌縮的高密度星團,它那負熱容會促使核心的分散速度成為相對論速度。最後是在大爆炸的瞬間從外壓製造原生黑洞。形成超大質量黑洞的問題在於如何將足夠的物質加入在足夠細小的體積內。要做到這個情況,差不多要將物質內所有的角動量移走。向外移走角動量的過程就是限制黑洞膨脹的因素,並會導致形成吸積盤。根據觀測,黑洞的類別有著一些差距。一些從恆星塌縮的黑洞,最多有10倍太陽質量。最小的超大質量黑洞約有數十萬太陽質量。但卻沒有在它們之間的中介質量黑洞。不過,有模型指異常明亮的X射線源有可能是在這個遺失範圍的黑洞。
銀河系以外的超大質量黑洞
编辑
於2004年5月,Paolo Padovani及其他天文學家發表他們發現了在銀河系以外30個超大質量黑洞。他們的發現令我們知道超大質量黑洞的數量最少是以往所知的兩倍。現時相信每一個星系的中央包含一個超大質量黑洞,而它們大部份都處於「不活躍」的狀態且吸積不多。相反在球狀星團的中央卻沒有黑洞,不過相信一些如在飛馬座的M15及在仙女座星系的马亚尔II的中央仍有黑洞,估計質量約有 的太陽質量。一些星系,如0402+379星系有兩個超大質量黑洞,形成一個二元系統。若它們相撞,將會產生強勁的重力波。
超大質量黑洞質量與星系形成
编辑
超大質量黑洞的質量與其身處的星系形態有關。這顯示了星系球體的質量與超大質量黑洞的質量有著相互的關連。而黑洞的質量亦與星系的分散速度有著更緊密的關連。但是這個關連卻未被解開
特大质量黑洞(英语:ultramassive black hole)則是拥有着超过7010100000000000000♠1010太阳质量,目前位于巨大质量黑洞列表的前两名TON 618以及S5 0014+81很可能属于特大质量黑洞。