可能演化为黑洞的天体(黑洞的演化)

　　核心提示：通常来说，太阳是唯一能对地球生命产生影响的光源。但SgrA*黑洞兴许也在地球生命的演化中发挥了主要的作用。 图片来源：Pixabay银河系中心的黑洞射出的紫外线，兴许影响了地球生命的演化。...

通常来说，太阳是唯一能对地球生命产生影响的光源。但SgrA*黑洞兴许也在地球生命的演化中发挥了主要的作用。

图片来源：Pixabay

银河系中心的黑洞射出的紫外线，兴许影响了地球生命的演化。

撰文 | 亚伯拉罕·洛布（Abraham Loeb）

翻译 | 赵剑琳

1939年，阿尔伯特·爱因斯坦在《数学年鉴》（Annals of Mathematics）上发表了一篇论文，宣称自然界中不存在黑洞。但仅仅25年后，马尔滕·施密特（Maarten Schmidt）发现了类星体——一种在遥远宇宙中极为璀璨的光源。上世纪60年代中期，苏联的雅科夫·泽尔多维奇（Yakov Zel'dovich）和美国的埃德温·萨尔皮特（Edwin Salpeter）认为这种神秘的点状光源是正在汲取宿主宇宙岛气体的超大质量黑洞。当气体流入黑洞时，它会产生类似水槽排水时的涡流。在围绕着黑洞的最内层稳定圆形轨道（ISCO）上，气体味以接近光速的速度流动，气体之间的湍流粘性会让气体在摩擦中升温。

因此，黑洞的吸积盘会逐渐变得璀璨，向外辐射接近其静止质量1/10的物质，产生的亮度甚至可能超过其宿主宇宙岛中全部太阳的总和。几十年后，天文学家发现几乎所有宇宙岛的中心都存在一个超大质量黑洞，它们通常保持着沉寂，只会零星地爆发，每次持续数千万年。

年，安德烈亚·盖兹（Andrea Ghez）和赖因哈德·根策尔（Reinhard Genzel）因为证实了银河系中埋伏着一个处于沉寂状态的超大质量黑洞，而获得诺贝尔物理学奖。这个黑洞名为半人马座A*（缩写为SgrA*），质量相当于400万个太阳。它正处在休眠状态，散发出微弱的无线电波，目前的亮度惟独它“进食”时期的十亿分之一。

虽然SgrA*目前很黯淡，但我们仍能基于一些线索推断出它一度极其耀眼。这并不令人惊讶，因为当气体云靠近银河系中心或者太阳进入SgrA*的视界（大约等于日地距离）10倍距离以内时，就会因为强大的潮汐力“面条化”，形成一条气体喷流，产生如同类星体的光芒。

图片来源：Pixabay

SgrA*的轨道平面上存在着大量年轻太阳，这是证明SgrA*在最近的“进食”时期曾吸入大量气体云的确凿证据。由于SgrA*附近的太阳年龄还不到银河系年龄的百分之一，基于哥白尼原则（Copernicanprinciple，观测的时刻并不特别），环绕着SgrA*发生的大型气体云吸积过程必定已经发生过上百次。实际上，科学家已经观察到一对被称为费米气泡（Fermibubbles）的大型热气团，正沿着银河系中心的旋转轴向外发散。这意味着SgrA*在最近一次气体云吸积过程中，可能促进了它们的扩张。理论计算显示，黑洞吸积过程除了扰乱大量的气体云外，单个太阳也会因为引力逐渐靠近黑洞，以每一万年为周期发生潮汐瓦解事件。当大量残骸被SgrA*吸入时，就会浮现璀璨的耀斑。

SgrA*爆发形成的耀斑会影响地球上的生命吗？原则上来说，会，因为耀斑会释放具有破坏性的X射线和紫外线。我与我之前的博士后约翰·福布斯（JohnForbes）合作，在年证明了如果太阳系与银河中心的距离缩小到现在的1/10，SgrA*爆发产生的紫外线就能蒸发掉火星或地球的大气层。即使距离较远，紫外线依旧会抑制复杂生命体的生长，就像在你频繁踩踏的草地上，小草难以生长。

以太阳系目前的位置来说，来自SgrA*的紫外线对于地球生命是安全的。不过，近期有研究指出，太阳在诞生初期可能非常靠近银河系中心，在“引力反推”的作用下，它才挪移到了现在的位置。

按照这个理论，太阳曾近距离暴露在SgrA*的紫外线下，这可能已经对地球早期的复杂生命造成了损害。这也能解释为何在经过20亿年后，菜叶网，地球大气中的氧气浓度才升到如今的水平——兴许直到那时，地球离SgrA*才足够远。最近，我正与马纳斯维·林加姆（Manasvi Lingam）合作，探索地球生命与太阳到银河系中心距离变化的潜在联系。

通常来说，太阳是唯一能对地球生命产生影响的光源。但SgrA*黑洞兴许也在地球生命的演化中发挥了主要的作用。如果SgrA*和地球生命之间的联系得到确认，这个超大质量黑洞很可能为研究者带来另一个诺贝尔奖。

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