理論證實!天文學家首度發現小黑洞群圍繞著銀心巨獸

作者 | 發布日期 2018 年 04 月 05 日 13:38 | 分類 天文 , 尖端科技 , 自然科學 follow us in feedly

過去理論預測我們的銀河系中心應該潛伏著成千上萬個小黑洞,只是它們太過沉默,沒有人成功發現其蹤跡。直到現在,天文學家們終於初步找出十來個恆星質量黑洞,盤踞在銀心的黑洞巨獸周遭,不只證實理論,也為重力波研究促進一大步。



我們的銀河系中心盤踞著一個超大質量黑洞人馬座 A*(Sagittarius A*,簡寫為 Sgr A*),其質量約太陽質量 410 萬倍,直徑推算達 4,400 萬公里,距離地球約 26,000 光年,產生的強大引力場足以維持整個銀河星系穩定運行。

而過去理論懷疑,人馬座 A* 周圍的氣體和塵暈為大質量恆星提供了完美孕育溫床,恆星死亡變成黑洞後則被人馬座 A* 的強大引力俘虜拉攏,因此天文學家推測,在人馬座 A* 周圍 6 光年內可能圍繞著多達 10,000~20,000 個較小的黑洞,使銀河系中心看起來就像一塊嵌滿洞隙的起司。

天文學家也認為超大質量黑洞成長茁壯的一個關鍵方式,就是靠吞噬質量相當於幾顆太陽的恆星質量黑洞,了解這個增長過程,就能試圖進一步理解超大質量黑洞如何在星系演化中擔當重要角色。

▲ 人馬座 A* 周圍環境想像圖。(Source:NASA

但事實是,在寬度預估達 10 萬光年的整個銀河系中,我們至今只確認約 50 個已知黑洞。那些更小、更難發現的「孤立」小黑洞沒有人成功找著,它們就像宇宙黑布上的小黑點,沉默起來幾乎零存在感,偶爾進食反哺釋出的 X 射線也非常微弱,所以理論一直無法被證明。

直到現在──由美國哥倫比亞大學天體物理學家 Charles Hailey 領導的團隊,首次於銀河系中心發現 12 個恆星質量黑洞,證實真的可能有多達 20,000 個黑洞擠在銀河系內部區域!

黑洞會吸收掉所有輻射(理論上它們發出霍金輻射,但我們無法檢測到),也就是說它們本身不會放出任何輻射,除了這個時候:睡飽醒來並享用甜點之際,在吸進物質同時產生能被檢測的 X 射線。

過去天文學家尋找小黑洞失敗的原因,在於大家都集中搜索「定期且強烈的 X 射線爆發」,Charles Hailey 團隊反其道而行,利用美國太空總署(NASA)錢卓拉 X 射線望遠鏡的數據尋找能量低但穩定的 X 射線來源,總算在人馬座 A* 周圍 3 光年內發現了 12 個新黑洞。

這項發現將大大推進重力波研究,因為了解星系中心的黑洞數量,能幫助預測重力波事件可能與它們有多少關聯,天體物理學家需要的所有訊息都藏在銀河系中心。論文發表在《自然》期刊。

(首圖來源:哥倫比亞大學