天文學家在鄰近星係發現非同尋常的中等質量黑洞
天文學家發現了一個與其他黑洞不同的黑洞。它有十萬個太陽質量,比我們在星系中心發現的黑洞小,但比恆星爆炸時產生的黑洞大。這使得它成為唯一被證實的中等質量的黑洞之一,這是天文學家長期以來一直在尋找的物體。
這個黑洞隱藏在B023-G078中,這是我們最近鄰居仙女座星系的一個巨大星團。長期以來,人們認為這是一個球狀星團,研究人員認為B023-G078是一個剝離核。剝離核是小星系的殘餘物,這些星系落入更大的星系中,其外圍的恆星被引力剝離。留下的是一個微小的、密集的核,圍繞著較大的星系運行,在這個核的中心是一個黑洞。
以前科學家在巨大的、被剝離的核內發現了大黑洞,這些黑洞比B023-G078大得多。科學家們知道在質量較低的剝離核中一定有較小的黑洞,但從來沒有直接的證據,現在他們認為這是一個相當明確的案例,證明中等質量黑洞的存在。這項研究於2022年1月11日發表在《天體物理學雜誌》上。
B023-G078被認為是一個巨大的球狀星團,一個被引力緊緊束縛的球形恆星集合體。然而,只有一次對該天體的觀測確定了它的總體質量,約為620萬太陽質量。現在研究人員利用來自雙子座天文台的新觀測數據和來自哈勃太空望遠鏡的圖像,對天體的光廓進行建模,計算出質量在天體內的分佈情況。一個球狀星團有一個標誌性的光輪廓,它在中心附近的形狀和在外圍區域的形狀是一樣的。B023-G078則不同。中心的光線是圓形的,然後向外移動時變得更平。恆星的化學構成也發生了變化,中心的恆星比靠近天體邊緣的恆星含有更多的重元素。
球狀星團基本上是在同一時間形成的。相比之下,這些被剝離的星核會有重複的形成過程,氣體落入星系的中心,形成恆星。而其他星團可以被星系的引力拖入中心,它有點像一堆不同東西的傾倒場。因此,剝離核中的恆星將比球狀星團中的恆星更複雜。這就是研究人員在B023-G078中看到的情況。研究人員利用該天體的質量分佈來預測恆星在星團內任何特定位置的運動速度,並將其與其它數據進行比較。速度最高的恆星是圍繞中心運行的。當他們建立一個不包括黑洞的模型時,與他們的觀測結果相比,中心的恆星速度太慢。當他們加入黑洞時,他們得到的速度與數據相符。