銀河中心附近疑有中等質量黑洞,超大質量黑洞解謎又進一步

作者 | 發布日期 2017 年 09 月 06 日 8:45 | 分類 天文 , 自然科學 follow us in feedly

日本天文學家團隊利用智利強大的阿塔卡瑪大型毫米波/次毫米波陣列(ALMA)望遠鏡,首次在銀河系中心附近檢測到一個中等質量黑洞候選人,若經確認屬實,它將在銀河系裡排行老二,僅次於躲在銀河中心人馬座 A 中的超大質量黑洞。



中質量黑洞(IMBH)被認為是宇宙天體演化中的空白環節,能幫助解釋神祕的超大質量黑洞(SMBH)如何形成。然而,IMBH 是個長期處於假設狀態、從未正式確定身分的特殊黑洞,科學家至今雖然提過許多 IMBH 候選人,卻都沒有直接證據。

根據黑洞的質量大小,可將之分類為超大質量黑洞(SMBH)、中介質量黑洞(IMBH)、恆星黑洞(SBH)及微型黑洞(QMBH)。超大質量黑洞可在所有已知星系的中心發現蹤跡,質量為 10~10倍太陽質量,但起源至今依然未知;中介質量黑洞的質量是 10~10倍太陽質量,超過恆星黑洞(數十倍太陽質量),但遠小於超大質量黑洞(數百萬倍太陽質量),至今仍是假設的存在。

中介質量黑洞至今仍是假設存在的原因,一方面是對由單一恆星(約 20 倍太陽質量)經重力坍縮形成的 SBH 來說,IMBH 的質量顯然太大;另一方面,環境也缺乏形成的極端條件。

檢測到假設理論的中等黑洞

近日,日本慶應大學天文學家 Tomoharu Oka 領導的團隊在《自然天文學》雜誌發表了一篇新的 IMBH 候選人論文。研究人員基於氣體運動學仔細分析,發現有團 105 倍太陽質量的緊湊氣體雲潛伏在銀河中心附近的有毒特殊分子雲「CO-0.40-0.22」中,經計算推論,很可能就是一個不算活躍的中等質量黑洞。

雖然研究人員們也不確定 IMBH 是否真的存在,但它似乎是一個非常有希望的候選人。蘇黎世聯邦理工學院天文學家凱文·沙文斯基(Kevin Schawinski)說,這是迄今為止最有希望的證據之一,因為研究團隊擁有非常華麗的數據。

IMBH 非常罕見,也許是因為檢測它們具一定挑戰性,直到 2014 年,來自美國馬里蘭大學和美國航太總署(NASA)的研究人員也才「明確測量」了一個約 400 個太陽質量的中介質量黑洞。

目前,IMBH 的形成有 3 種主流說法,第一種是幾個恆星黑洞合併;第二種是在恆星密集的星團中發生大質量恆星失控碰撞;第三種是大霹靂後形成的原始黑洞。日本研究團隊的結論更傾向第一種說法,他們認為,這次發現將有助於解開超大質量黑洞的形成之謎。

(首圖來源:By XMM-Newton, ESA, NASA [Public domain], via Wikimedia Commons)