摘要：当恒星走到生命尽头，在自身引力作用下坍塌，引发超新星爆发。恒星的核心持续收缩，变得越来越重、密度越来越大，最终只剩下一个奇点——一个质量无限大、密度无限高的点，这就是黑洞。

黑洞是宇宙中最神秘的天体之一，它们是大质量恒星死亡的产物。

当恒星走到生命尽头，在自身引力作用下坍塌，引发超新星爆发。恒星的核心持续收缩，变得越来越重、密度越来越大，最终只剩下一个奇点——一个质量无限大、密度无限高的点，这就是黑洞。

根据形成黑洞的恒星不同，黑洞分为不同类型：

恒星级黑洞：由大质量恒星死亡形成，质量在3到100倍太阳质量之间（约1.99×10³⁰千克）。

中等质量黑洞：这类黑洞研究较少，一般认为是由恒星级黑洞合并形成，质量在100到1000倍太阳质量之间。

超大质量黑洞：几乎存在于所有星系的中心，质量在100万到数千亿倍太阳质量之间。

让我们来看看宇宙中7个最大的黑洞，它们各具特点。此次挑选基于它们的质量（换算为太阳质量）。

1. 凤凰A（Phoenix A）

质量：1000亿倍太阳质量

位置：凤凰星系团

凤凰星系团是一个巨大的星系团，由数千个星系通过引力相互连接而成，是我们目前所知最大的星系团之一。

在这个星系团的中心是凤凰A，这是一个中心星系，其中包含活动星系核（AGN）。据了解，超大质量黑洞为活动星系核提供能量，在星系的形成和演化过程中起着至关重要的作用。

凤凰A中心的超大质量黑洞对于活动星系核的活动具有重要意义。根据理论模型，其质量达到1000亿倍太阳质量，这意味着它可能是目前我们已知最大的黑洞。

它的周长极其巨大，如果以光速（299792千米/秒）环绕，需要71天14小时！

它的史瓦西半径（球形事件视界）约为5905亿千米，这个距离足以轻松吞没我们整个太阳系。史瓦西半径是围绕非旋转黑洞的理论边界，一旦进入这个边界，任何物质都无法逃脱。

2. IC 1101

质量：400 - 1000亿倍太阳质量

位置：阿贝尔2029星系团

IC 1101是一个透镜状星系，这类星系的形状介于螺旋星系和椭圆星系之间。它们拥有类似螺旋星系的盘状结构，但没有旋臂，其中几乎不发生恒星形成过程。

在IC 1101的中心存在一个黑洞，其质量估计在400亿到1000亿倍太阳质量之间。

这些估计基于不同的理论模型和相应的观测结果，所以质量范围跨度较大。判断星系中是否存在黑洞，可以通过其对周围气体的引力作用来推断。

3. TON 618

质量：407亿倍太阳质量

位置：靠近猎犬座和后发座

TON 618是一个超亮类星体（类星体对于理解星系的形成和演化非常重要）。

在TON 618的中心，有一个质量为407亿倍太阳质量的超大质量黑洞。这个质量是通过类星体的发射光谱估算出来的。

它的亮度是太阳的140万亿倍。由于其高亮度，为科学家提供了关于超大质量黑洞及其吸积盘行为的重要信息。吸积盘是由落入黑洞的气体和尘埃组成的旋转盘。

类星体TON 618还包含大量中性氢，氢是宇宙中最常见的元素，是构成所有结构的基石，因此对科学家来说极具研究价值。

4. S5 0014 + 81

质量：400亿倍太阳质量

位置：靠近仙后座

S5 0014 + 81是一个高光度宽线类星体或耀变体。它所在的星系与TON 618一样，是一个平谱射电类星体（FSRQ），中心拥有活动星系核（AGN）和超大质量黑洞（SMBH）。

由于其高亮度，科学家通过宿主星系的发射光谱估算出超大质量黑洞的质量为400亿倍太阳质量，相当于4个大麦哲伦星云（这是围绕银河系旋转的最大、质量最高的卫星星系）。

该黑洞的史瓦西半径为2400亿千米，是凤凰A黑洞史瓦西半径的一半。根据演化模型，其宿主星系在宇宙早期，大约在大爆炸后16亿年形成，并且还将存在1.3×10⁹⁹年！

5. Abell 1201 BCG

质量：327亿倍太阳质量

位置：阿贝尔1201星系团

Abell 1201 BCG是阿贝尔1201星系团中最亮的星系，位于距离中心不远的位置。

根据2023年的一项研究，该星系中存在一个质量为327亿倍太阳质量的超大质量黑洞。

由于其巨大的尺寸和引力影响，这个黑洞就像一个引力透镜，会使来自更遥远星系的光线发生弯曲，该星系位于它的后方。这种弯曲效应会在背景星系的图像上产生可见的变形，可用于估算超大质量黑洞的质量。

暗物质的分布也会影响引力透镜效应，因此这个星系对于研究暗物质的性质非常重要。

6. NGC 4889

质量：210亿倍太阳质量

位置：后发座北部星系团（阿贝尔2634）

NGC 4889位于后发座北部（后发座是北半球天空中最丰富、最密集的星系团之一），是一个超巨型椭圆星系，其中存在超大质量黑洞。

根据理论模型，这个超大质量黑洞的质量在60亿到370亿倍太阳质量之间。最准确的估计约为210亿倍太阳质量。

目前这个黑洞处于静止状态，不进行物质吸积（质量增加的过程），也不发射辐射。这给质量测量带来了困难，但也正因如此，了解大质量黑洞如何演变成活动类星体，对科学家来说具有很大的研究价值。这样的超大质量黑洞会影响星系的动力学和演化，以及它们周围的环境。

7. 梅西耶87（M 87）

质量：65亿倍太阳质量

位置：室女座

梅西耶87（M 87）和NGC 4889一样，是一个超巨型椭圆星系，位于室女座。其中心的超大质量黑洞是有史以来第一张被拍摄到的黑洞照片中的主角。

2019年，利用事件视界望远镜（Event Horizon Telescope）收集的数据，有史以来第一次发布了这个超大质量黑洞的图像。同样是这些数据，帮助科学家估算出其质量为65亿倍太阳质量。

星系中心的超大质量黑洞是该星系中活动星系核（AGN）的主要组成部分。这个黑洞被一个与相对论喷流垂直的电离气体旋转盘环绕。相对论喷流是从黑洞中心附近喷出的狭窄等离子体流。

相对论喷流的直径延伸超过5000光年，这相当于从地球到猎户座分子云中心的距离。M 87相对较近的距离以及超大质量黑洞清晰的图像，对于研究黑洞的动力学和演化极其重要。此外，该星系中存在活动星系核，这也使得它对于研究星系演化很有意义。

环绕该星系的星际介质富含来自演化恒星的元素。根据观测数据，其外部结构是在与相邻星系的相互作用影响下形成的。

超大质量黑洞的理论极限

你可能已经注意到，在这个列表中，除了凤凰A（Phoenix A），所有超大质量黑洞的质量都小于1000亿倍太阳质量，这是有原因的。

基于辐射效应，黑洞质量存在一个理论上限。这些辐射效应能够减缓黑洞的增长以及其吸积盘内的恒星形成过程，而吸积盘也对黑洞的增长起到调节作用。

根据理论模型，考虑到宇宙的年龄和其中的物质数量，超大质量黑洞的最大极限可达2700亿倍太阳质量。这凸显了黑洞形成和演化的复杂动力学过程，以及在像星系团这样密集和复杂的环境中估算黑洞质量的难度。

来源：光线舞者