科学家们发现了迄今为止最大的黑洞,它们比研究人员根据发现它们的星系所预期的要大得多。
科学家们表示,这项发现表明,关于怪物黑洞如何成长,我们仍有很多需要学习的地方。
所有大型星系都被认为在其中心存在超大质量黑洞,其质量是太阳质量的数百万到数十亿倍。到目前为止,已知的最大黑洞是位于巨型椭圆星系 Messier 87 中的一个庞然大物。这个黑洞的质量是太阳质量的 63 亿倍。
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现在研究表明,在两个附近的星系中的黑洞甚至更大。 [图片:宇宙中的黑洞]
科学家们使用夏威夷的双子座和凯克天文台以及得克萨斯州的麦克唐纳天文台来监测围绕一对星系中心运行的恒星的速度。这些速度揭示了作用于这些恒星的引力强度,而引力强度又与潜伏在那里的黑洞的质量有关。
新的发现表明,一个星系,即已知的 NGC 3842,狮子座星系团中最亮的星系,距离近 3.2 亿光年,其中心黑洞质量为 97 亿个太阳质量。另一个星系,名为 NGC 4889,后发座星系团中最亮的星系,距离超过 3.35 亿光年,其黑洞质量相当或更大。两者都包含大约是太阳到冥王星距离五倍的区域或“事件视界”。
为了比较,这些黑洞的质量是位于中心的黑洞的 2500 倍
银河系,其事件视界是水星轨道五分之一,”加州大学伯克利分校的研究主要作者尼古拉斯·麦康奈尔说。
天文学家根据类星体的光,早就怀疑存在质量超过 100 亿个太阳质量的黑洞,类星体是来自早期宇宙的宇宙天体,直径不超过一到两个光年,但亮度却是我们整个星系的数千倍。
类星体的光被认为来自物质以高速螺旋进入超大质量黑洞时被驱动到白炽亮度。这是科学家们首次探测到接近这种理论上巨型尺寸的黑洞。
“这两个新的超大质量黑洞的质量与年轻的类星体相似,并且可能是类星体与我们今天看到的超大质量黑洞之间缺失的环节,”加州大学伯克利分校的天体物理学家、研究合著者马中佩说。
研究人员认为,这些相对暗淡的黑洞可能是类星体衰老的残余物——“它们的中心黑洞不再被吸积气体喂养,因此变得休眠和隐藏,”麦告诉 SPACE.com。“喧闹的类星体可能经历了动荡的青年时期,变成了静止的巨型椭圆星系。”
根据诸如中心隆起的亮度等细节,这对黑洞的质量是人们根据其星系预测的 1.6 到 4.6 倍。这些发现表明,黑洞在大型星系中的生长方式可能与在小型星系中不同。
“我们知道,较大的星系是由较小星系的合并形成的,在此过程中,较小星系中心的黑洞可以合并形成更大的黑洞,”麦说。“但是黑洞也可以通过被周围的气体喂养而生长。这有点像问,‘较高的孩子是较高的父母生的,还是吃了很多菠菜长大的?’对于黑洞,我们不确定。”
研究人员现在正在分析更多黑洞的数据。他们在 12 月 8 日出版的《自然》杂志上详细介绍了他们的发现。