天文學家觀測到質量最大黑洞為太陽170億倍

 

  這張圖像所展示的是星系NGC 1277的星系盤,由哈勃空間望遠鏡拍攝。這個小小星系的核心隱匿著迄今所知質量大的黑洞,其質量約相當於太陽的170億倍。

  小型星系NGC 1277是一個巨型黑洞的宿主星系,其隱藏於英仙座的星系團之中。距離地球約2.5億光年。NGC1277位於這張圖像中央位置,相比其周圍的其它星系,NGC1277顯得非常緊湊和平坦。這張圖像於2012年11月28日首次對外發佈。

  北京時間12月3日消息,據美國太空網報道,科學家們表示他們近日在距離地球大約2.5億光年的一個小型星系內部發現了一個可能是迄今已知質量大的黑洞。這個超級黑洞的質量大約相當於170億倍太陽質量,位於英仙座星系NGC 1277之中。這一黑洞的質量佔整個星系總質量的14%,而相比之下一般星系中黑洞的質量只會佔到整個星系總質量的0.1%左右。

  研究小組成員,美國德克薩斯大學奧斯丁分校的卡爾·吉布哈特(Karl Gebhardt)表示:“這是一個奇特的星系,它幾乎整個就是黑洞,它應當可以被歸入一種新的星系-黑洞系統類別。”

  研究人員表示,這個黑洞的視界範圍相當於海王星軌道直徑的11倍左右。根據該項研究的第一作者蘭科·馮·博世(Remco van den Bosch)的說法,當時研究小組不得不額外花費一年的時間來再次確認他們的研究結果,之後才將其提交發表。

  蘭科是德國馬克思普朗克天文研究所的一位天文學家,他告訴太空網稱:“當我首次對其進行計算時,我懷疑自己是否在哪裡算錯了。因此我們用相同的儀器再次進行了測試,然後再使用不同的儀器再次重複檢驗。在這所有之後,我想,或許確實有一些與眾不同的事情。”

  星系演化

  這項新發現可能會對現有的星系內部巨型黑洞演化模型產生影響。天文學家們傳統上認為星系核心部位的大小和其中隱匿的黑洞的大小之間存在相關。然而星系NGC 1277中所表現出的與眾不同的性質讓這一看法面臨挑戰。

  星系NGC 1277內部的黑洞質量可能超出其已知最大競爭對手許多倍,之前認為的最大黑洞未經確認的質量值大約介於60億至370億倍太陽質量之間,大約佔據其宿主星系核心區域質量的59%,所謂核心區域是指星系中央的核球部分,這個之前已知的最大星系內黑洞位於星系NGC 4486B內部。

  然而蘭科的小組表示他們還在星系NGC 1277附近觀測到另外5個看上去非常相似的星系,這些星系的內部也有可能隱匿有相似的黑洞。蘭科表示:“你總是預期能觀測到一類現象中的一些樣本,而這一次我們一下子發現了6個。”他說:“這是我們沒有料到的,因為我們認為黑洞和星系之間會相互影響。”有關這項研究結果的論文已經發表在11月29日出版的《自然》雜誌上。

  黑洞巡天

  蘭科表示,他的小組是在一次旨在尋找“可能找到的最大質量黑洞”的巡天過程中發現這個黑洞目標的。天文學家們使用強大的集光設備——德克薩斯大學奧斯汀分校麥克唐納天文台的豪比-艾伯雷望遠鏡對來自700個星系的光進行了分析。

  在這場大規模巡天觀測中,科學家們注意到6個星系內部的一些恆星和其它天體以異乎尋常的高速轉動,速度超過每秒218英里(約合350公里)。這些星系都很小,直徑不超過9784光年。這一反常現象引起了研究小組的高度關注,這種異乎尋常的速度和極小的空間區域可能暗示這裡隱匿者巨型黑洞。於是研究小組調用哈勃空間望遠鏡有關星系NGC 1277的存檔資料,並最終在其核心確認了巨型黑洞的存在。

  除此之外,研究小組同時還注意到星系NGC 1277內部只存在老年恆星。這個星系內部最年輕恆星的年齡也超過了80億年,這幾乎是太陽年齡的兩倍。蘭科表示他非常好奇,這些巨型黑洞是否只會形成於早期宇宙中。他說:“這種現象可能只存在於大爆炸後的這段時期,在那之後便很少發生,因此這種現象可能作為一種遺跡,讓我們得以一窺早期宇宙中恆星和星系形成時的情景。”





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