宇宙中最熱的地方是哪裡?

更新於 發佈於 閱讀時間約 3 分鐘

美國趣味科學網站報道,儘管太陽是我們太陽系中最炙熱的天體,但與其他幾種天體相比,它的溫度卻相形見絀。那麼,宇宙中最熱的地方是哪裡呢?

哈佛大學黑洞計畫研究中心的博士後研究員丹尼爾‧帕倫博告訴趣味科學網站:「我認為,超大質量黑洞非常接近一個很好的答案,尤其是正在吸積(吞噬氣體)的超大質量黑洞。」他補充說,「攝食黑洞」裡的相對論性噴流——也就是被推進到「非常接近光速」的巨大物質噴流——特別炙熱。

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帕倫博說,到目前為止,有記錄的宇宙中最熱的地方是類星體3C273,這是一個明亮的區域,圍繞著一個距離地球約24億光年的超大質量黑洞。根據西維吉尼亞州格林班克天文台的數據,該區域的核心溫度約為10兆開爾文(超過華氏10兆華氏度或攝氏度)。但帕倫博補充說,這一估計溫度仍存在不確定性。

超大質量黑洞極為強大,位於大多數(如果不是全部的話)星系的中心。就像任何黑洞一樣,類星體3C273具有強大的引力,以至於任何東西,甚至是光,都無法逃脫它的控制。

儘管這個引力陷阱內部是寒冷的,但圍繞它旋轉的氣體環(被稱為「吸積盤」)卻相反。當分子被高速吸入黑洞時,物質之間碰撞產生的摩擦會釋放出數萬億攝氏度的溫度。相比之下,太陽表面溫度為5500攝氏度。帕倫博說,只有當黑洞的強磁場將附近一些物質鞭打成相對論性噴流時,溫度才會升高,這些噴流可以射向數百萬光年以外的太空。


但黑洞計畫研究中心的庫希卡·查特吉表示,宇宙中最熱的地方是哪裡?這個問題的答案也可能取決於何時提問。儘管黑洞可能是穩定狀態下最熱的地方,但他表示,任何「有災難性事件的地方才是最熱的地方」。

當兩個大天體碰撞發生爆炸時,會產生極高的溫度。例如,根據2019年發表在《自然·物理學》雜誌上的一項研究,兩顆中子星——大質量恆星坍縮後的核心——相碰撞可以產生8,000億攝氏度的溫度。查特吉說,黑洞與中子星碰撞也會釋放出難以置信的高溫。但就像曇花一現一樣,這些宇宙碰撞往往轉瞬即逝。

帕倫博說,確定宇宙中最熱的地方也很困難,因為“研究非常遙遠物體的溫度是件棘手事,你不能僅用溫度計來測量”,而且有關黑洞的準確溫度還有很多不確定性。

不過,科學家測量了超大質量黑洞釋放的能量,黑洞可以發射明亮的光束、無線電波和X射線。研究人員可以根據考慮到這些來源產生的電磁輻射波長的模型來估計溫度。

美國國家航空暨太空總署太陽研究高級科學家理查德凱利告訴趣味科學網站:「我們讓來自遙遠天體的光線進入我們的望遠鏡。光線進入可以測量輻射能量或波長的感測器,我們建立一個光譜,透過分析光譜我們可以推測溫度。”

凱利說,未來一個名為「X射線成像和光譜任務」(XRISM)的X射線天文台將幫助科學家更精確地測量宇宙中的高溫氣體。隨著更先進的工具不斷被開發出來,科學家可能會發現比類星體3C273更熱的區域。

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參考資料:

類星體並不是單純的黑洞,噴流、吸積盤和黑洞是一個整體

一個奇怪的現象:整個宇宙在發“低燒”,但科學家卻找不到原因

揭秘黑洞的神奇,每個黑洞也許都是一個小宇宙,我們可能身處其中

恆星:宇宙最亮的明珠


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