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天文学家:“迷你”星系黑洞的发现或将揭示巨人生长的秘密

财经 前瞻网 2022-01-19 08:57

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科学家在一个相对较小的星系中发现了一个超大质量黑洞,这可能有助于天文学家解开围绕巨大黑洞如何成长的谜团。

研究人员利用美国宇航局的钱德拉X射线天文台确定了一个黑洞,其质量约为太阳的20万倍,它被藏在星系Mrk 462的气体和尘埃中。

Mrk 462只包含几亿颗恒星,这使它成为一个“迷你”的矮星系。相比之下,我们的银河系有几千亿颗恒星。这是科学家第一次在矮星系中发现被藏起来,或者说“被掩盖”的超大质量黑洞。

新罕布什尔州达特茅斯学院的杰克-帕克说:“Mrk 462中的这个黑洞属于最小的超大质量黑洞,或者说是怪物黑洞。像这样的黑洞是出了名的难找。”

在较大的星系中,天文学家通常通过寻找星系中心恒星的快速运动来发现黑洞。然而,矮星系太小、太暗,目前的大多数仪器都无法做到这一点。另一种方法是寻找黑洞成长的特征,例如气体在被加热到数百万度后,在落向黑洞时发出的X射线。与低能量X射线相比,高能量X射线的强度异常大,再加上与其他波长的数据进行比较,表明Mrk 462黑洞被气体严重遮挡。

科学家说:“因为被遮挡的黑洞比暴露的黑洞更难探测,发现这个黑洞可能意味着还有很多矮星系有类似的黑洞。这很重要,因为它可以帮助解决天体物理学中的一个主要问题:黑洞是如何在宇宙早期时就变得这么大的?”

以前的研究表明,在宇宙不到10亿岁的时候,黑洞就可以长到10亿个太阳的质量。一种解释是,这些巨大的黑洞是在大质量恒星坍缩时产生的,然而这种黑洞的重量只有太阳质量的100倍左右。理论工作难以解释它们为何能够迅速增加重量,达到在早期宇宙中看到的大小。

另一种解释是,早期宇宙在被创造出来的时候就被植入了含有数万个太阳质量的黑洞——也许是来自巨大的气体和尘埃云的坍缩。带有超大质量黑洞的矮星系则更符合这种观点:来自最早一代恒星的小黑洞种子以惊人的速度增长,形成了早期宇宙中10亿太阳质量的天体。

天文学家说:“我们不能从一个例子中得出强有力的结论,但是这个结果应该鼓励人们对矮星系中埋藏的黑洞进行更广泛的搜索。”

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责任编辑: 4161HSS

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