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天文学家在离我们最近的银河系邻居发现了罕见的“缺失环节”黑洞

2022-1-27 05:05| 发布者: imufu| 查看: 71887| 评论: 0

摘要: 阅读本文前,请您先点击上面的蓝色字体“军之魂”,再点击“关注”,这样您就可以继续免费收到最新文章了。每天都有分享。完全是免费订阅,请放心关注在银河系最近的大星系邻居发现了一种罕见的宝藏,它可能会揭示黑 ...

阅读本文前,请您先点击上面的蓝色字体“军之魂”,再点击“关注”,这样您就可以继续 免费 收到最新文章了。每天都有分享。完全是免费订阅,请放心关注



在银河系最近的大星系邻居发现了一种罕见的宝藏,它可能会揭示黑洞的演化过程。

在仙女座星系(又名M31)的一个星系团中,天文学家研究了光的变化,发现了一个质量接近太阳10万倍的黑洞。这就把这个庞然大物直接置于“中等质量”的范围内——这是天文学家们难以捉摸的,也是他们在寻找答案的问题。

“我们已经很好地探测到了最大的、恒星质量的黑洞,其大小可达我们太阳的100倍,以及星系中心的超大质量黑洞,其大小可达我们太阳的数百万倍,但在这些黑洞之间没有任何测量数据。”犹他大学的天文学家、该研究的资深作者Anil Seth说。

“这是一个很大的差距。这一发现填补了空白。”



黑洞是非常狡猾的野兽。除非它们在积极地吸积物质,这个过程会产生非常明亮的辐射,否则它们不会发出我们可以探测到的光。这使得寻找它们成为一项侦探工作,即观察它们周围空间发生的事情。

黑洞存在的一个线索就是黑洞周围物体的轨道。

我们用各种方法探测到的大多数黑洞,都在两个质量范围内。有恒星质量的黑洞,其质量大约是太阳的100倍;还有超大质量黑洞,它们的起点很低,大约是太阳质量的100万倍(从那里开始可能变得难以置信的大块)。

中间的范围被归类为“中间”,说探测到这些黑洞非常罕见是轻描淡写的。

到目前为止,探测到的IMBH的数量仍然非常少。这是一件烦恼的事;如果没有中等质量的黑洞,科学家们将努力解决两种截然不同的质量体系如何共存的问题。

中等质量范围内的大量黑洞可以帮助我们弥补这一差距,提供了一种机制,让恒星质量的黑洞可以成长为庞然大物。

这让我们想到了仙女座菌株;具体来说,是仙女座内部一个名为B023-G078的球状星团。

B023-G078是银河系中质量最大的此类星团,这是一个大致为球形的、受引力约束的星团,其质量为620万太阳质量。

根据模型,这些星团形成的一种方式是一个星系包含另一个星系。这是一个非常普遍的现象;银河系已经做过几次了,仙女座也做过。球状星团可能是小星系的星系核的残余部分,这些小星系被大星系、黑洞等等所吞没。

由英国利物浦约翰摩尔大学的第一作者兼天文学家Renuka Pechetti领导的研究小组认为,这种现象就是B023-G078的起源故事。

他们根据星系团发出的光线中的细微特征,研究了它的金属含量,并确定它的年龄约为105亿年,其金属丰度与银河系中其他剥离星系核的金属丰度相似。

然后,他们研究了恒星围绕星团中心运动的方式,试图计算出其中应该存在的黑洞的质量。结果显示,太阳的质量约为91000倍,约占星团质量的1.5%。

这表明B023-G078的母星系是一个矮星系,其质量约为太阳的10亿倍。大麦哲伦星云——一个围绕银河系运行的矮星系——的质量已被计算为1880亿个太阳质量,而仙女座星系估计高达1.5万亿太阳质量。

可能还有其他原因解释了这些观测结果,但研究小组所探索的其他方法都无法与中等质量黑洞的数据相吻合。

佩切蒂说:“我们知道,在质量较低的剥离核中一定存在较小的黑洞,但从来没有直接的证据。”

“我认为,这是一个非常明确的情况,我们终于找到了其中一个物体。”

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