天文學家探測到一個正在移動的超大質量黑洞無法解釋其不尋常運動的原因
據外媒報導,長期以來,科學家們一直認為超大質量黑洞可以在太空中游盪,但事實證明,捕捉它們的行為是困難的。現在,哈佛-史密森天體物理學中心的研究人員已經確定了迄今為止最清晰的超大質量黑洞運動案例。他們的成果於3月12日發表在《天體物理學雜誌》上。
“我們不認為大多數超大質量黑洞會移動,它們通常只滿足於靜止不動,”領導這項研究的天體物理學中心的天文學家Dominic Pesce說。“它們實在是太重了,要讓它們動起來很困難。想想看,把一個保齡球踢到運動中去比踢一個足球要困難得多–要知道,在這種情況下,’保齡球’的質量是我們太陽的幾百萬倍。這就需要相當強大的踢力了。”
Pesce和他的合作者在過去五年裡一直致力於通過比較超大質量黑洞和星系的速度來觀察這種罕見的現象。
“我們問道。黑洞的速度和它們所在星系的速度是否相同?”他解釋說。“我們希望它們具有相同的速度。如果它們不一樣,那就意味著黑洞受到了乾擾。”
為了進行搜索,該團隊最初調查了10個遙遠的星系及其核心的超大質量黑洞。他們特別研究了在其吸積盤–向黑洞內旋的螺旋結構–中含有水的黑洞。當水圍繞黑洞運行時,會產生一束類似激光的射電光束。Pesce說,當使用一種被稱為甚長基線乾涉測量法(VLBI)的技術與無線電天線組合網絡進行研究時,激光束可以幫助非常精確地測量黑洞的速度。
該技術幫助團隊確定10個超大質量黑洞中的9個處於靜止狀態,但有一個黑洞脫穎而出,似乎正在運動。該黑洞位於距離地球2.3億光年的地方,位於一個名為J0437+2456的星系中心。它的質量大約是我們太陽的三百萬倍。
利用阿雷西博天文台和雙子星天文台的跟踪觀測,該團隊現在已經證實了他們的初步發現。這個超大質量黑洞在J0437+2456星系內部以每小時約11萬英里的速度運動。但造成這種運動的原因尚不清楚。該團隊懷疑有兩種可能。
“我們可能正在觀測兩個超大質量黑洞合併的後果,”參與研究的國家射電天文台射電天文學家吉姆-康頓說。“這種合併的結果會導致新生的黑洞反沖,我們可能會在反沖的過程中或者在它再次沉澱下來的時候觀察它。”
但還有另一種可能,也許是更令人興奮的可能性:黑洞可能是一個二元系統的一部分。
“儘管每一個人都期望它們真的應該在那里以某種豐富的方式存在,但科學家們很難確定二元超大質量黑洞的明確例子,”Pesce說。“我們在J0437+2456星系中可能看到的就是這樣一對黑洞中的一個,而另一個黑洞由於缺乏微波激射,所以對我們的射電觀測來說仍然是隱藏的。”
然而,研究人員最終還需要進一步的觀測來確定這個超大質量黑洞不尋常運動的真正原因。