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天文奇观:变异黑洞 黑洞扔出400亿个太阳

 红豆居士 2016-04-07

天文奇观:变异黑洞,黑洞扔出400亿个太阳 。我们都知道黑洞是连光都能吞噬的存在,它就像个貔貅一样之进不出,然而这个现象被打破了。NASA在2亿光年远的地方发现了黑洞竟然扔出了400亿个太阳。难道黑洞也消化不良了?

天文奇观:变异黑洞 黑洞扔出400亿个太阳

画面中央及右下角特写图中这个距地球约2亿光年的椭圆星系NGC 1600内,隐藏着一个超大质量黑洞。这个黑洞是是宇宙间已知质量最大的超大质量黑洞之一。此前人们还以为这样的巨型黑洞只可能出现在星系团中央的大质量星系里,但NGC 1600却是一个相对孤立的星系。这张图片结合了地面望远镜和哈勃太空望远镜(右下特写)二者的影像。NASA / ESA / 数字化巡天2期

天文奇观:变异黑洞 黑洞扔出400亿个太阳

天文学家刚刚又发现了一个超大质量黑洞,其质量达到了太阳的170亿倍,是宇宙间已知质量最大的超大质量黑洞之一。特别的是,这个黑洞所处的位置,并不是在喧闹的星系团大都会,而是在一个相对孤独的星系中心。由此可见,此类巨兽级天体在宇宙中的分布,比我们之前所认为的要常见得多。这一研究结果发表在近日的《自然》杂志上。

此前,超大质量黑洞中体型最大的一批——质量超过太阳100亿倍以上的那些巨兽,只在大质量星系团中央那些极为巨大的星系核内被发现过。而现在,一个国际天文科研小组运用哈勃太空望远镜获得的数据,在一个孤立的星系NGC 1600中,发现了一个质量达到太阳170亿倍的黑洞巨人。

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NGC 1600是一个椭圆星系,它并不隶属于任何星系团,与它相关的星系只有20个左右。这是一个较小的星系群,距离我们约2亿光年,位于波江座。虽然人们对在大型星系团内的大型星系中发现超大质量黑洞并不感到稀奇,却在这样中等规模的星系群中发现同样巨大的黑洞颇觉惊讶。

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德国马尔克斯·普朗克宇宙物理研究所的Jens Thomas主导了该项研究,他说,“虽然我们料到星系中心可能会有极端天体,却没有想过NGC 1600中的黑洞质量会超出之前根据星系质量推算结果的十倍。”

人们根据之前哈勃太空望远镜对超大质量黑洞的勘查结果,认为这类黑洞的质量和其宿主星系中央核球恒星总质量有对应关系。也就是说星系的核球越大,其中央黑洞的质量也应该越大。“结果看起来,这种对应关系在极端质量黑洞身上并不怎么管用,”Thomas说。“这些巨兽的质量在宿主星系身上所占的比例要比之前的推测大很多。”

天文奇观:变异黑洞 黑洞扔出400亿个太阳

地面望远镜视野中的NGC 1600,及期周边同属一个星系团的星系成员。NASA / ESA / 数字化巡天2期

在NGC 1600中找到这样的极端质量黑洞迫使天文学家开始反思,这样的天体是不是比之前所认为的更常见?“在宇宙中,像NGC 1600这样,存在于中等规模星系群内的星系数量是不少的,”该项研究的协作者、MASSIVE巡天计划的主导者、来自美国加州大学伯克利分校的天文学家Chung-Pei Ma这样说。“据估计,这样小型星系群的数量比大型高密度的星系团要高出五十倍左右。所以问题出现了:这是不是冰山一角?也许宇宙中存在着大量的黑洞巨兽,它们的数量比我们之前的估计要多得多。”

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一般的假设是,这样的黑洞可能是和另一个星系的超大质量黑洞合并产生的。随后它又在与星系的冲突过程中,获取了更多的气体,并继续长大。这也能解释为什么NGC 1600所处的地带“人烟稀少”,而其本身的亮度又比其“邻居”高出至少3倍。

这个超大质量黑洞正处于休眠期,天文学家只能通过测算周围恒星的运动速度来估算它的质量。人们用夏威夷冒纳凯阿双子座北8米望远镜获取了数据,并从中发现,距离星系核3000光年远处的恒星运动状态,似乎表明在久远的过去,星系核中有过更多的恒星。也就是说,这一区域中的大部分恒星被某种力量从星系中心“踢”了出来。

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在哈勃的档案中,用“近红外相机和多目标分光仪(NICMOS)”拍摄的影像也支持这样的推测——在久远的过去,两个超大质量黑洞曾经发生过合并,并把许多恒星甩出了星系中心。因为这些影像显示这个星系的核异常昏暗,也就是说靠近星系中心处的恒星数量比较缺乏。“据估算,被甩出NGC 1600中心区域的恒星质量总和大致相当于400亿个太阳,”Thomas总结说。“这相当于它扔出了我们银河系的整个银盘!”

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