维持星系运行的暗物质会不会就是尚未发现的大量恒星级黑洞?

星宇飘零2099



对于暗物质的存在,目前通过众多的探测方式,比如外区恒星绕星系旋转的自转速度依旧很大,比可以之间通过电磁波段看到的物质质量要大很多,从而可以推断出来不可见物质的存在。与此之外还有引力透镜方式,也可以告诉天文学家,暗物质是存在。而且暗物质之间和正常物质之间的比例是,暗物质的质量是正常物质总量的5倍以上。


在知道银河系当中有更多的暗物质存在之后,天文学家就开始推想这些暗物质的本质是什么。最开始的时候,天文学家就想到了黑洞,按照目前的理解,黑洞在周围没有气体的时候,我们是看不到。而且理论计算,大质量的恒星在其死亡之后就会变为黑洞,我们银河系当中存在着2000亿到4000亿的恒星,那么计算表明,黑洞的数量也应该至少在1亿以上。但是到目前为止,我们探测到的黑洞也就20个左右,其它的黑洞都是因为不发光而没有探测到。那么它们有没有可能是我们所说的暗物质呢。其实即使是占了所说的暗物质组成,也不完全是,因为相比较暗物质的质量,所有黑洞的质量还是太小。


另外如果暗物质真的全是黑洞,那么黑洞会造成所谓的微引力透镜效应,有一个叫做MACHO的项目就是寻找我们银河系内由黑洞造成的这种效应,结果发现的数量很少,所以只能说明黑洞可能是所谓的暗物质组成的一部分,而且是一小部分。


黑洞来客


维持星系运行的暗物质会不会就是尚未发现的大量恒星级黑洞?

题主似乎忽略了一个问题,恒星级黑洞甚至比恒星的质量还要小,因为有一个超新星爆发丢失了大量的质量后才形成的黑洞,从简单的字面理由上来讲首先这个问题是站不住脚的;黑洞无毛理论上也有三要素可以测量,分别是“引力、电荷、角动量”,尽管你看不见它,但毕竟有三个关键参数可以测量,怎么都算不上是暗物质。

尽管黑洞你看不到,但却摸得着,虽然我们摸不着,但黑洞忍不住要摸人家

黑洞吞噬周围尘埃带或者恒星气体的时候会形成明亮的吸积盘,这也是发现黑洞存在的一个重要因素

银心人马座方向的强烈X射线源也是黑洞的标志之一,但所有这些暗物质统统不具备。

图片中包含黄色星系的背景图是哈勃望远镜拍摄的图片,白雾状的是通过引力透镜绘制出的暗物质分布。

基本上暗物质的分布有些类似于星云气体,但又不如星云气体反射或者发射在各种波段可见,不过绝对不是题主所说的尚未发现的黑洞,这和看不见无关,与两者测量差异性有关。


星辰大海路上的种花家


这个肯定不是的,暗物质与黑洞是两码事。正如题主在问题描述中部分所说的一样,能够形成黑洞的大质量恒星的寿命只有几百万至上千万年(甚至第一批恒星的寿命只有几十万年)。而银河系是在宇宙创生之后几亿年形成的,这意味着银河系的年龄已经有130多亿年。在过去的漫长时间里,凡是有大质量恒星诞生,就会相应产生黑洞。这么看的话,银河系中似乎存在着大量的恒星级黑洞。由于黑洞不产生光,它们无法被直接观测到,那么,这是否意味着看不见的黑洞就是暗物质呢?

关于这个问题,题主忽略了很关键的一点,那就是暗物质的质量占比。从各种观测手段可以推断出,暗物质的总质量多达普通物质或者说重子物质的5倍。在银河系中,只有极少数的恒星会演变为黑洞,这个比例大约是1%。即便时间已经过去了上百亿年,并且早期银河系中会出现过大量的大质量恒星,但恒星级黑洞的数量是很有限的,它们在普通物质中的质量占比仍然很小,不可能会是普通物质总质量的5倍。

星系团中的暗物质圈/Credit: NASA

最初天文学家在研究星系中的恒星绕转速度时发现,星系中大部分恒星的旋转速度都很接近,靠近边缘的恒星旋转速度并没有明显慢于其他地方。在正常情况下,这是不可能出现的现象,星系外围高速运动的恒星早就会脱离星系。对此,天文文学家推测,星系中分布着大量能够产生引力的暗物质,它们可以使星系的结构保持完整。

暗物质的特点是只能产生引力作用,而不会产生电磁作用。相比之下,虽然目前我们没有直接观测到黑洞,但它周围产生的电磁作用是可以探测到的。通过测量黑洞,我们不但能够得到黑洞的质量,还能知道它们的电荷和角动量。而在星系中呈现球状分布的暗物质,它们应该是由标准模型中所没有的其他粒子组成,物理学家将其称之为大质量弱相互作用粒子。目前,世界各地的科学家正在通过各种方法来寻找它们,其中就包括我国发射到太空中的悟空号暗物质粒子探测卫星。


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