天文學界一直在研究半人馬座Omega星團，以確定它的高恆星速度是由中等質量黑洞還是多個較小的黑洞引起的。脈衝星加速的最新數據顯示是後者，這加深了我們對黑洞形成的理解。半人馬座Omega星團是一個擁有近一千萬顆恆星的巨大星團，位於半人馬座。天文學家長期以來一直對其中心附近恆星異常高的速度感到困惑。

有兩種主要理論來解釋這個現象：存在一個中等質量黑洞(IMBH)，質量約為太陽質量的100000 倍，或一群較小的恆星質量黑洞，每個黑洞的質量僅為太陽的幾倍。

恆星演化顯示黑洞應該自然形成於星團的中心。然而，天文學家認為，由於與附近恆星的引力彈弓相互作用，大多數黑洞會隨著時間的推移而被彈射出去。這個假設使得單一中等質量黑洞的存在看起來更合理。當研究人員在半人馬座Omega星核心附近觀察到移動速度更快的恆星時，中等質量黑洞理論得到了進一步的支持，這可以透過與巨大中心黑洞的相互作用來解釋。

根據脈衝星數據分析，半人馬座Omega星的新發現表明存在多個恆星質量黑洞，而不是單一中等質量黑洞。圖片來源：薩里大學

中等質量黑洞(IMBH) 對天文學家來說令人興奮，因為它們可能是恆星質量黑洞和超大質量黑洞之間的「缺失環節」。恆星質量黑洞是由大質量恆星的死亡形成的，並且已經透過各種不同的技術被發現。超大質量黑洞位於大型星系的中心，其質量可達太陽質量的數百萬至數十億倍。我們目前尚不清楚超大質量黑洞是如何形成的，也不知道它們是否以恆星質量黑洞的形式開始生命。發現中等質量黑洞可以解開這個宇宙之謎。

薩里大學參與的新研究重新審視了半人馬座Omega中心恆星的異常速度，但這次，它使用了一份新數據。研究人員首次將異常速度數據與脈衝星加速度的新數據結合。脈衝星和黑洞一樣，是由垂死的恆星形成的。脈衝星的質量是太陽的兩倍，直徑只有20 公里，每秒可旋轉700 次。當它們旋轉時，它們會沿著自轉軸發射無線電波，就像陀螺一樣旋轉。無線電波束像燈塔一樣掃過地球，讓我們能夠探測到它們。

脈衝星是高度磁化的旋轉中子星，從其兩極發射電磁輻射束。當它們旋轉時，這些光束像燈塔一樣掃過太空，產生從地球上可偵測到的規則脈衝。

脈衝星是天然時鐘，幾乎與地球上的原子鐘一樣精確。透過仔細測量脈衝星自轉速度的變化，天文學家可以計算出脈衝星的加速情況，直接偵測半人馬座Omega中心的引力場強度。將這些新的加速度測量結果與恆星速度結合，來自薩里大學、西班牙加那利天體物理研究所(IAC) 和法國安納西的安納西勒維厄理論物理實驗室(LAPTh) 的研究人員能夠分辨出中等質量黑洞和黑洞群之間的區別，並更傾向於後者。

薩里大學這項研究的合著者賈斯汀·里德教授說：「對難以捉摸的中等質量黑洞的搜尋仍在繼續。半人馬座Omega星的中心可能仍有一個這樣的黑洞，但我們的研究表明，它的質量肯定小於太陽的六千倍，並且與一群恆星質量黑洞共存。的中心，比以往更精確地尋找黑洞。

IAC 研究的主要作者Andrés Bañares Hernández 表示：「我們早就知道星系中心的超大質量黑洞和我們自己星系內較小的恆星質量黑洞。然而，可以彌合這兩個極端之間差距的中等質量黑洞的想法仍未得到證實。

「透過研究半人馬座Omega星（矮星系的殘餘），我們能夠改進我們的方法，並向前邁進一步，了解此類黑洞是否存在以及它們在星團和星系演化中可能發揮什麼作用。這項工作有助於解決長達二十年的爭論，並為未來的探索打開新的大門。

“脈衝星的形成也是一個活躍的研究領域，因為最近發現了大量脈衝星。半人馬座Omega星是研究其形成模型的理想環境，這是我們在分析中首次能夠做到這一點。”

編譯自/ ScitechDaily