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[天文航天]科学家在球状星团中发现隐藏的中等质量黑洞

科学家在球状星团中发现隐藏的中等质量黑洞

最新研究表明,一个2200倍太阳质量的中等质量黑洞位于杜鹃47球状星团中心区域。

腾讯太空讯 据物理学网站报道,所有黑洞都分为两种类型:小型、恒星质量黑洞,是太阳质量的数倍;超大质量黑洞重量是太阳的数百万至数十亿倍。天文学家认为,宇宙中同时存在中等质量黑洞,其重量是太阳的100-10000倍,但是迄今并未发现中等质量黑洞存在的确凿证据。目前,天文学家宣称,最新发现中等质量黑洞(IMBH),其质量是太阳的2200倍,隐藏在杜鹃47球状星团中心区域。

该项研究负责人、哈佛-史密森天体物学中心(CfA)布伦特-齐兹尔坦(Bulent Kiziltan)说:“我们希望发现中等质量黑洞,是因为它们是恒星质量和超大质量黑洞之间的缺失环节,它们可能是原始种子,逐渐生长至类似银河系中心的超大质量黑洞。”

这项最新研究发表在2月9日出版的《自然》杂志上,杜鹃47球状星团是距离地球13000光年之遥的古老球状星团,已有120亿年历史,它包含着数千颗恒星,形成一个大约120光年直径的球状结构。同时,其中存在大约20多个脉冲星,研究分析它们具有重要意义。

之前研究人员未成功发现杜鹃47球状星团存在中心黑洞,多数情况下,研究人员通过搜寻炽热漩涡物质盘释放的X射线探测一个黑洞的存在,但是这种方法仅适用于活跃吞噬邻近气体的黑洞,杜鹃47球状星团中心没有气体,能够有效饥饿潜伏的任何黑洞。

银河系中心超大质量黑洞通过对邻近恒星的影响显露出它的存在性,经过多年红外线观测证实银河系中心一些恒星通过较强的引力牵引搅动一个无形对象,但是杜鹃47球状星团拥挤中心不太可能观测到个别恒星的运动情况。

这项最新研究依赖于两条线的证据,第一条线的证据是贯穿球状星团的全部恒星运动,球状星团环境非常密集,较重的恒星通常沉陷于星团中心,在星团中心的中等质量黑洞像搅拌汤锅的“宇宙勺子”,导致这些恒星弹射至较高速度和较远距离,从而透露出一个微妙的信息,便于天文学家进行测量。通过使用计算机模拟恒星运行和距离,再将其与可见光观测数据进行对比,研究小组发现了一些引力活跃证据。

第二条线的证据来自于脉冲星和死亡恒星的紧密残骸,其射电信号很容易探测,这些天体同时受到中心中等质量黑洞的引力作用,使它们位于距离星团中心较远距离,而不是之前认为中心区域不存在黑洞的状况。

结合以上因素,最新研究表明,杜鹃47球状星团内部存在2200倍太阳质量的中等质量黑洞,由于这个黑洞长期逃避科学家的观测范围,因此科学家认为类似的中等质量黑洞可能隐藏在其它球状星团之中。(悠悠/编译)

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