宇宙之谜藏在这10个地方（四）

石无鱼

7、行星KELT-11b

它是什么？

太阳系外的“热木星”

它在哪里？

在距离我们320光年的KELT-11恒星系中

涉及的谜团

我们的太阳系正常吗？

当行星从其所在“太阳”系的母恒星前面掠过时，会遮挡住后者的部分光，导致母恒星亮度下降。我们通过这种办法已经发现了三千多颗系外行星。行星KELT-11b就是其中的一员，它是在2016年被发现的。

KELT-11b的直径是木星的1.4倍。但是当天文学家计算它的质量时，发现它只有木星质量的20%。这意味着它的平均密度仅比泡沫塑料大一点点。这类蓬蓬松松的行星我们已经发现了不少，比如2018年发现的WASP-127b，就与KELT-11b非常相似。除了蓬松这一点，它们距离母恒星都很近。

这些像泡泡糖似的体积巨大，但其公转轨道又很接近母恒星的气态巨行星，在天文学上称作“热木星”。我们已经发现了不少热木星。但是，它们的存在着实让天文学家困惑。因为基于我们太阳系中行星形成的经验，热木星似乎是不应该存在的，尤其它们不应该在距离母恒星那么近的地方出现。

在太陽系，距离太阳较近的都是一些较小的岩石行星，水星、金星、地球等，而像木星、土星这样的气态巨行星，都离太阳较远。为什么出现这种情况呢？按行星的形成理论，这是因为当行星形成时，太阳的热量将其周围大部分气体和挥发性物质都驱赶到了更远、更冷的地方。挥发性物质在那里凝结成固态核，然后吸聚大量气体，形成气态行星。所以气态行星一般都形成于离母恒星较远的地方，而现在却出现在这么近的地方，这就很奇怪。

对这一现象，目前有两种解释。

一种解释认为，这些热木星最初是在远离母恒星的地方形成的，后来通过向内迁移，才到达今天这个位置。但为什么会向内迁移？为什么在迁移过程中不会直接掉到母恒星里去呢？这些问题，依然有待解释。

另一种解释则说，热木星一开始就形成于它们目前所在的位置上，它们之所以能膨胀起来，是由于其他一些原因。比如固态核形成之后，吸收了恒星的热量，温度越升越高，导致里面一些本来凝固的东西又挥发了;或者行星被来自恒星的风或磁场重新“充气”了……等等。

目前占主流的是向内迁移说。但真实原因到底是什么，依然是个未知数。

这类奇怪的现象看得越多，我们就越要面对一个更广泛的问题：在宇宙中，到底谁是正常的？是我们的太阳系呢，还是那些拥有热木星的恒星系？这就好比说，一个世界上如果疯子占大多数，那么疯子才算是正常人，而神经正常的人反倒成了例外。

我们的太阳系是正常，还是例外？在这个问题上，“法官”至今缺席，因为我们对其他的恒星系统了解得还很少。

8、半人马座A*

它是什么？

超大质量黑洞

它在哪里？

银河系中心，距离我们25640光年

涉及的谜团

超大质量黑洞是如何形成的？

如果你在夜空中观察到天蝎座，请注意寻找“天蝎”的尾巴。它的尾巴曲线将把你的视线引入附近一片黑暗的区域，而那里正是银河系的中心。

银河系的中心盘踞着一个以“半人马座A*”著称的超大质量黑洞。它的质量大得让人咋舌，有400万个太阳质量重，但直径仅有4400万千米。换句话说，400万个太阳质量重的物质都被压缩到了水星轨道到太阳这么小的一个空间。

尽管黑洞奇特而迷人，长期以来是大家津津乐道的话题，但我们知道，它们是星系演化的自然产物。当物质凝聚形成恒星之后，其中一些恒星最终变得如此之大，以至于它们在自己的引力作用之下坍塌，于是形成一个质量在恒星量级的黑洞。

这些黑洞的质量会随着时间的推移继续变大。它那强大的引力将周围的尘埃、气体甚至光都吸到它身边，形成一个所谓的“吸积盘”。吸积盘中的物质，一边飞舞着，一边彼此碰撞摩擦。最终，大部分都会被黑洞拉进它的“事件视界”，让人再也看不见。黑洞是个贪婪的“饕餮汉”：它吃得越多，获得的质量就越大，引力也就越强;引力越强，它捕捉“猎物”的本领也越强，它就能吃到更多的东西。迄今观察到的最大黑洞，每年要吞吃掉1/10个太阳质量的物质。

但是，有一种情况也会阻止黑洞进食，从而影响到它的成长。吸积盘中的物质剧烈摩擦之后，会放出强烈的辐射。而我们前面说过了，光是可以产生光压的。当辐射很强烈的时候，光压可以把物质往外推，阻止它们掉入黑洞，这样就延缓了黑洞的长大。

考虑到这些情况，天文学家觉得，某些超大质量黑洞从恒星量级长到现在这么大，真是不可思议。银河系中心的半人马座A*比起迄今发现的最大黑洞来，简直只是个婴儿。迄今发现的最大黑洞，位于一个叫做OJ 287的类星体中心，距离我们35亿光年。它有180亿个太阳质量重。更令人困惑的是，已知最年老的（也就是最早出现的）超大质量黑洞，当宇宙只有7亿年年龄的时候，就已经长到太阳质量的8亿倍了。

这些超大质量黑洞是怎么长起来的？是日复一日不断进食长起来的？但如果只是按部就班的话，7亿年的成长时间似乎太仓促了点。

也许它们的成长有一个更高的起点？比如说，它们是由两个或更多个大质量黑洞合并而来的？

也许我们完全搞错了方向。我们原先都认为，先有星系，然后才有这些超大质量黑洞;但也许先有中心的黑洞，然后才有星系呢？

你会问：那这些黑洞又是怎么来的？我们假设可以这样来：在宇宙早期，如果某些地方的物质分布足够致密，那它们或许不需要经过恒星的阶段，就直接坍塌成一个黑洞;然后黑洞把气体和尘埃吸聚到其周围（只要离开黑洞足够远，它们就不会掉进黑洞里去），于是这些远离黑洞的星云孕育出一颗颗恒星，恒星又组成了星系。

因为这些黑洞形成得早，所以有足够的时间长成现在这般大。