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天文学家在银河系首次发现中等质量黑洞

三体迷  · 公众号  · 科幻  · 2017-02-09 13:34

正文

三体迷【宇宙探秘专栏】在每个星系的中央几乎都存在一个超大质量黑洞,它们的质量达到了太阳的数百万甚至是数百亿倍。在我们的银河系中央,就被认为存在一个质量约为太阳400万倍的超大质量黑洞——人马座A *。

银河系中央黑洞人马座A *

那么,这些惊人的庞然大物是怎么形成的呢?不少人认为它们很可能是中等质量黑洞合并的产物。然而,天文学家苦苦搜寻多年却从未在银河系发现中等质量黑洞的踪迹。直到最近,来自哈佛大学和昆士兰大学的研究人员发表在《自然》上的一项研究宣称,他们在距离地球约13000光年的球状星团杜鹃座47中发现了一个中等质量黑洞。据悉,这个黑洞的质量约为太阳的2200倍。

球状星团杜鹃座47

在此之前,天文学家只发现了两类的黑洞——恒星黑洞和超大质量黑洞。前者由大质量恒星的死亡演化而来,质量为太阳的几倍到数十倍;后者则位于星系中央,质量可达太阳的上百万到上百亿倍。理论上,介于两者之间应该还存在一类黑洞,即中等质量黑洞。然而,黑洞家族的这位成员却一直失联至今。

质量为太阳10倍的黑洞的模拟图

长久以来,天文学家一直都迫切地想找到中等质量黑洞。毕竟,它们不仅是黑洞家族中缺失的一员,还可能是成长为星系中央的超大质量黑洞的原始种子。值得一提的是,天文学家曾于2012年在3亿光年外的一个星系中发现了一个中等质量黑洞的候选,只不过至今还在对其性质进行研究,尚无定论。

中等质量黑洞的艺术插图

研究人员作出本次的发现实属不易。宇宙中的黑洞是无法直接被观测到的,只能通过一些异常现象来间接观测。比如,黑洞吞噬周围的气体或恒星时会爆发出惊人的闪光。然而,杜鹃座47中却缺乏气体物质,这使得研究人员不得不另辟蹊径。

他们研究了杜鹃座47中恒星和脉冲星等天体的运动情况,进行了相当复杂而细致的分析。最终,这些天体的轨迹和速度表明,在杜鹃座47这个球状星团的中央存在一个大黑洞。

这次的发现弥补了黑洞家族多年来的空缺,也说明了在我们的银河系中可能还隐藏着大量未被发现的中等质量黑洞。探索宇宙永无止境,天文学家们接下来还将对此展开更进一步的研究。

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