恒星之间如此遥远,为何黑洞还能吸引到恒星?

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确实,恒星之间的平均距离很远。在直径10万光年的银河系中,一千亿颗恒星之间的平均距离为4光年。但银河系中并非所有的恒星都像太阳这样属于单恒星系统——没有与其他恒星通过引力作用互相绕行。事实上,银河系中可能多达一半以上的恒星都是多恒星系统的一部分,这些恒星通过引力束缚在一起,绕着共同质心互相旋转。

另一方面,一些恒星在死亡后将会转变为黑洞。在银河系中,大约有1%的恒星拥有大于太阳质量20倍的质量,它们在停止核心的核聚变反应后,将会强烈挤压核心,最终形成黑洞。对于能够产生黑洞的恒星,它们的质量极大,寿命很短,只有几百万到几千万年。

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如果在一个双星系统中,主星是一颗最终会形成黑洞的大质量恒星,伴星是一颗质量较小的恒星。由于双星系统的恒星差不多是在同一时候在同一团星云中形成,所以主星会先于伴星走向毁灭,并演化成黑洞。在这种情况下,伴星还会与黑洞一起绕着共同质心运动。

因此,黑洞并没有把恒星吸引过来,而是一开始黑洞周围的恒星就是作为多恒星系统的一部分。在银河系中,已经发现了一些恒星级黑洞周围存在恒星就是属于这种情况,例如,天鹅座X1是一个恒星级黑洞,它与另一颗恒星——HDE 226868绕着一个共同质心运动,这颗伴星的质量很大,未来也可能会演变为黑洞,所以这个最初的双星系统将会演变为双黑洞系统。

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另外,如果黑洞的质量很大,比如超大质量黑洞,其引力主宰范围(希尔球)很广,它们的引力可能会捕捉一些从它们附近经过的恒星,从而使其绕着黑洞旋转。