這些古老的恆星,和我們今天看到的恆星其實有很大的區別

巨型恆星,具體來說是質量至少為太陽8倍的恆星能夠變成黑洞。因為這些巨星的燃燒速度非常快,壽命非常短。它們在一生中的大部分時間裡,都在把氫通過核聚變,轉化為氦。

氫耗盡後,它們會把氦轉化為更重的元素。層層轉化之後,直到生成鐵。鐵若想聚變成更重的元素,需要吸收能量,而不是釋放。因此聚變反應驟然中止。失去聚變壓力支撐的恆星在瞬間崩潰。

這些古老的恆星,和我們今天看到的恆星其實有很大的區別

外層被拋出,內核塌縮,大量物質被生生塞進一個體積極小的空間內。黑洞由此誕生。

黑洞之間存在著弱肉強食,黑洞也會吞噬周圍的其他星際物質,並在此過程中逐漸長大。若是時間足夠久,食物足夠多,黑洞會變得極其巨大,成為所謂的“超大質量黑洞”。這些怪獸中有很多隱藏在星系的中央,它們的質量可達太陽的幾百萬倍。

這些古老的恆星,和我們今天看到的恆星其實有很大的區別

黑洞並不會因為胖而不吃東西。墜入星系中央超大質量黑洞的物質會在此過程中變得極其熾熱,產生極亮的光,比整個星系還要耀眼。這樣的天體有許多名字。類星體,耀變體,活躍星系核,指的其實都是同一樣東西——那些正在星系中央胡吃海喝的巨型黑洞。

聽起來很有意思,也有一點點恐怖,但這都不是重點。重點在於,類星體大多離我們極其遙遠,這意味著我們看到的,其實是宇宙還很年輕時(最多是大爆炸後幾十億年)的景象。

這些古老的恆星,和我們今天看到的恆星其實有很大的區別

而這裡就產生了一個矛盾。如果超大質量黑洞果然是沿著前面所講的順序演化而來的,那麼這個過程所需的時間,遠遠超過了宇宙當時的年齡。為什麼在宇宙還很年輕的時候,類星體就已經存在了?這就是超大質量黑洞的起源之謎。

由此天文學家想到,在早期宇宙中,從恆星到黑洞再到類星體這一條演化路徑,可能是不適用的。早期宇宙中必然存在一條能夠產生大型黑洞的捷徑。這條可能的捷徑就是,超大質量黑洞是由超大質量恆星直接塌縮產生,或以此為基礎,經歷較少的合併過程後產生的。

這些古老的恆星,和我們今天看到的恆星其實有很大的區別

令人瞠目結舌的一點是,這裡所說的超大質量恆星,其質量可達太陽的10萬倍以上。

這麼大的恆星,今天是不可能存在的。假如我們把這麼多物質壓縮到恆星產生所需的小空間中,它們就會變得不穩定,其內部會發生許多相互作用,進而解體。它們會像手中的餅乾一樣化為碎屑。其最終結果是產生許多大小一般的恆星,而不是一顆單一的巨星。


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