星系中都有黑洞？

如果要從宇宙結(jié)構(gòu)開始給人類做一個定位，那人類所在的地球是在太陽系當(dāng)中，而太陽系其實(shí)是在銀河系當(dāng)中。在銀河系當(dāng)中，類似于太陽這樣的恒星大概有1500億~4000億顆。

而銀河系呢？銀河系中心有一個400萬倍太陽質(zhì)量的黑洞，它是在本星系群當(dāng)中。在本星系群當(dāng)中，類似于銀河系這么大的星系有幾十個，其中仙女座星系是最大的，銀河系其次。

在仙女座星系中心，也潛伏著一個巨大質(zhì)量的黑洞，這個黑洞的質(zhì)量達(dá)到了1億倍太陽質(zhì)量。其實(shí)不僅僅是銀河系和仙女座星系，實(shí)際上宇宙中大多數(shù)星系都是有黑洞的，而且有的還不止有一個黑洞，還有可能是2個。那為什么會這樣呢？

星系的形成

宇宙中的宇宙結(jié)構(gòu)形成的機(jī)理都是不大相同的。首先，按照目前的主流科學(xué)理論，宇宙誕生于138億年前的一次大爆炸。大爆炸之后，環(huán)境溫度極其高，宇宙在極短的時間內(nèi)，空間快速膨脹，溫度開始逐漸下降。其中，內(nèi)部的高能電磁波相互碰撞，產(chǎn)生正反實(shí)物粒子。

每十億對正反實(shí)物粒子又會發(fā)生湮滅成電磁波，只留下一個正物質(zhì)粒子。宇宙大爆炸之后38萬年，宇宙的溫度降到了3000度左右，這時候原子結(jié)構(gòu)得以形成。早期的宇宙形成了氫原子和氦原子，但并不是說沒有形成其他原子結(jié)構(gòu)，只是因?yàn)椴粔蚍€(wěn)定，又分裂成了氦原子。

后來，宇宙大爆炸2億年前后，宇宙的一些地方，星云物質(zhì)發(fā)生了引力坍縮，在引力的作用下，逐漸形成了恒星系。

我們所在的太陽系其實(shí)就是通過類似的過程形成的，只不過太陽系是在46億年前發(fā)生的。

也就是說，早期的宇宙就出現(xiàn)了恒星。至于星系的起源，一直以來都是天文學(xué)家比較頭疼的一個問題。一開始，很多人認(rèn)為星系的起源類似于恒星系的起源。但是，他們后來發(fā)現(xiàn)，星系的中心物質(zhì)密度高，越往外，物質(zhì)密度就越低。但是恒星系并非如此，恒星的物質(zhì)密度并不是隨著距離中心越遠(yuǎn)而越低，而是隨著距離中心越遠(yuǎn)，物質(zhì)密度先逐漸變高，再逐漸變低。

因此，星系必然不是和恒星系一樣的起源。按照目前的主流看法，星系的形成類似于貪吃蛇游戲。為什么這么說呢？

最早的星系應(yīng)該是幾個恒星系構(gòu)成，規(guī)模都相對較小。后來，星系之間在引力的作用下開始合并，大的吃小的，越吃越大。

如今的星系其實(shí)都是這樣吃出來的。我們舉個例子，銀河系其實(shí)有許多衛(wèi)星星系，這當(dāng)中就有一些星系在和銀河系交匯時，會被剝落一部分下來，并入到銀河系當(dāng)中。比如：人馬座矮橢球星系。

不僅是銀河系在吃周圍的星系，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)銀河系很可能在40億年后還會被仙女座星系吃掉。而且在未來，整個本星系群的幾十個星系最終會在引力的作用下合并成一個巨大的星系。

為什么大多數(shù)星系中心都會有黑洞？

星系在合并的過程中，隨著規(guī)模的擴(kuò)大，中心物質(zhì)密度進(jìn)一步的加劇。由于距離足夠近，因此，中心的天體就會發(fā)生相互吞噬的情況，這很容易就達(dá)到形成黑洞的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)黑洞形成時，這個黑洞還有可能把周圍的天體都吃掉，使得自身的質(zhì)量越來越大。

不僅如此，由于星系之間還會相互合并。因此，極有可能發(fā)生兩個星系中心黑洞之間的合并，這個合并會產(chǎn)生劇烈的引力波，這也是如今引力波項(xiàng)目下一個階段主要觀測的一個方向。

當(dāng)然，還有可能出現(xiàn)兩個星系側(cè)面撞到一起，在融合過程中，兩個中心黑洞都還存在的情況。

除此之外，正如上文所說的，要產(chǎn)生黑洞，實(shí)際上就需要星系足夠大，一些矮星系由于規(guī)模太小，還沒有能夠形成中心黑洞。

不僅如此，我們知道，黑洞其實(shí)是恒星演化過程的產(chǎn)物，如果一些星系當(dāng)中有特大質(zhì)量的恒星，那么它在演化過程中極有可能產(chǎn)生黑洞，不過這個黑洞并非是特大質(zhì)量的中心黑洞。

因此，一般來說，大的星系都會有中心黑洞，而小的星系這不會有。但是星系一般來說都會有普通的黑洞，而且數(shù)量絕對不會少。

暗物質(zhì)

很多人認(rèn)為，正是星系中心的特大質(zhì)量黑洞，將星系的天體都牽引住，才使得星系不會解體。但實(shí)際上，這個觀點(diǎn)是有問題的。這是因?yàn)橹魂P(guān)注了可見物質(zhì)的情況。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，許多大型的星系都存在著暗物質(zhì)，銀河系有，仙女座星系也有。這些暗物質(zhì)所提供的引力要遠(yuǎn)比可見物質(zhì)大得多。因此，真正把星系粘合在一起的并非只是星系的中心黑洞，實(shí)際上，起到更大作用的是暗物質(zhì)。