特大質(zhì)量黑洞位于其寄主星系的中心位置，連結(jié)著整個(gè)星系長(zhǎng)達(dá)數(shù)十億年。所以，星系和黑洞無(wú)疑處在完美同步的狀態(tài)，協(xié)調(diào)共處，生生不息。

       科學(xué)家們常常好奇是什么力量協(xié)調(diào)著巨型黑洞和其寄主星系，同時(shí)也在探索是什么促使黑洞形成、并成長(zhǎng)到現(xiàn)在的大小。

       《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》上發(fā)表的一篇研究為以上問題提供了一些解答。研究顯示：黑洞和其寄主星系的關(guān)系在兩者的進(jìn)化過程中都起到了至關(guān)重要的作用。

       研究中提到：特大質(zhì)量黑洞和寄主星系長(zhǎng)久處于“串聯(lián)”狀態(tài)。如果黑洞成長(zhǎng)到星系承受不了的大小，那么它自身就會(huì)啟動(dòng)一種“自我修正機(jī)制”來(lái)放慢自己的成長(zhǎng)速度。反之，如果黑洞對(duì)于星系來(lái)說(shuō)太小，那么它就會(huì)通過這種機(jī)制加速自身的成長(zhǎng)。

（圖為星系中心黑洞的藝術(shù)表現(xiàn)）

       天文學(xué)家們推測(cè)，在與銀河系同等大小或更大的星系中，其黑洞都在該星系的中心位置。但是，人們對(duì)與更小的星系或矮星系，以及它們中心黑洞的尺寸如何，都所知甚少。而且，這些較小的星系反而在宇宙中更為常見。

       為了觀測(cè)黑洞的成長(zhǎng)過程，耶魯大學(xué)的科研小組采用了羅穆盧斯模擬法，重塑了宇宙中不同位置的數(shù)千個(gè)星系自大爆炸至今的成長(zhǎng)過程。

       通過此次模擬，科學(xué)家們同時(shí)也解決了一個(gè)長(zhǎng)久的謎題：如果黑洞的大小和其周圍環(huán)境關(guān)聯(lián)，黑洞是否會(huì)和圍繞在他周圍的恒星一起成長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)也確實(shí)證明，恒星的形成極大程度地幫助黑洞得以成長(zhǎng)到太陽(yáng)質(zhì)量的50倍。

       更多恒星在星系內(nèi)形成，吸積率或者流進(jìn)黑洞的氣體也就會(huì)越多，進(jìn)而在虛無(wú)的黑洞邊形成無(wú)比耀眼的火暈。

       “這些結(jié)果作為依據(jù)完美地證明了前者理論——黑洞的成長(zhǎng)速率和寄主星系內(nèi)恒星的形成速率緊密關(guān)聯(lián)。”Priyamvada Natarajan博士，一位耶魯大學(xué)的天文系和物理系的教授，同時(shí)也是此研究的主撰稿人，在一篇報(bào)告內(nèi)如是提到。

       然而，對(duì)于黑洞來(lái)說(shuō)，總會(huì)出現(xiàn)很多反�，F(xiàn)象，因?yàn)檫@些巨大的未知空間總與自然規(guī)律背道而馳。

       隨著我們對(duì)黑洞了解的越多，我們也將能更好地了解整個(gè)宇宙的進(jìn)化過程。

       摘要：我們使用了最新的羅穆盧斯模擬法，研究了特大質(zhì)量黑洞的增長(zhǎng)和其宿主星系的恒星質(zhì)量組合之間的聯(lián)系。ROMULUS25 和ROMULUSC模擬實(shí)驗(yàn)中都使用了最新的方式來(lái)探索起源、吸積、以及場(chǎng)星系和星系團(tuán)中的黑洞動(dòng)力學(xué)。我們發(fā)現(xiàn)，黑洞的吸積率在恒星形成星系中隨著恒星的形成速率而變化。這一結(jié)果適用于在1^0^8到10^12倍太陽(yáng)質(zhì)量之間的恒星質(zhì)量，且對(duì)寄主暈質(zhì)量或紅移的依賴性非常弱。根據(jù)推斷，吸積率和恒星形成率之間的關(guān)系似乎并不依賴于環(huán)境，因?yàn)樾窍祱F(tuán)/原星系團(tuán)的體積與場(chǎng)星系沒有區(qū)別。

圖解 : 位于M87中心的超大質(zhì)量黑洞，推估質(zhì)量達(dá)太陽(yáng)的數(shù)十億倍。這是人類史上第一張直接對(duì)黑洞觀測(cè)的天文影像，由事件視界望遠(yuǎn)鏡所拍攝，發(fā)表于2019年4月10日。

       一個(gè)包含恒星形成速率、黑洞-恒星質(zhì)量比和冷氣體分?jǐn)?shù)的模型可以解釋恒星形成星系中70%的黑洞吸積速率的變化。最后，考慮到這些宇宙學(xué)模擬的有限體積和分辨率，我們并沒有在任何時(shí)間跨度和任何紅移條件下，發(fā)現(xiàn)證據(jù)表明黑洞增長(zhǎng)和星系合并之間存在聯(lián)系。在這些模擬實(shí)驗(yàn)中，不管星系間的環(huán)境規(guī)模有多大，黑洞和其寄主星系都是串聯(lián)地結(jié)合在一起的，這表明黑洞的成長(zhǎng)只是在星系范圍內(nèi)隨著恒星而變化。

相關(guān)知識(shí)閱讀

       黑洞（英語(yǔ)：black hole）是根據(jù)廣義相對(duì)論所推論、在宇宙空間中存在的一種質(zhì)量相當(dāng)大的天體和星體（并非是一般認(rèn)知的“洞”概念）。黑洞是由質(zhì)量足夠大的恒星在核聚變反應(yīng)的燃料耗盡后發(fā)生引力坍縮而形成。

圖解：大麥哲倫云面前的黑洞（中心）的模擬視圖。請(qǐng)注意引力透鏡效應(yīng)，從而產(chǎn)生兩個(gè)放大，以星云最高處扭曲的視野。銀河系星盤出現(xiàn)在頂部，扭曲成一個(gè)弧形。

       黑洞的質(zhì)量是如此之大，它產(chǎn)生的引力場(chǎng)是如此之強(qiáng)，以致于大量可測(cè)物質(zhì)和輻射都無(wú)法逃逸，就連傳播速度極快的光子也逃逸不出來(lái)。由于類似熱力學(xué)上完全不反射光線的黑體，故名黑洞。在黑洞的周圍，是一個(gè)無(wú)法偵測(cè)的事件視界，標(biāo)志著無(wú)法返回的臨界點(diǎn)，而在黑洞中心有一個(gè)密度趨近于無(wú)限的奇點(diǎn)。