科學家觀測到稀有黑洞撕裂恆星,或可成最有力中等質量黑洞候選人

作者 | 發布日期 2018 年 06 月 19 日 17:57 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly

科學家觀測到有史以來最有力的中等質量黑洞候選人吃掉恆星,這是一種非常罕見、比超大質量黑洞還難以捉摸的天體,更是宇宙天體演化中一個尚無法確認的空白環節。



宇宙中潛伏著各式各樣黑洞,比如假想類型的原初黑洞(primordial black hole,又稱為太初黑洞),這類黑洞不是由大質量恆星引力坍縮形成,而是誕生自大爆炸暴漲時期物質的超高密度條件,儘管大多數高密度區域很快隨宇宙膨脹而散開,但原初黑洞會保持穩定至今。

但目前公認存在的黑洞只有兩種,一種是由大質量恆星(大約 20 倍太陽質量)重力坍塌後所形成的「恆星黑洞(stellar black hole)」,可以藉伽瑪射線暴或超新星發現其蹤跡;或是在所有已知星系中心掌控大局的「超大質量黑洞(supermassive black hole)」,其質量可達太陽的數百萬~170 億倍。

上述兩者只要一進食就很容易被檢測,唯有介於兩者之間的假想類型最難捉摸:中介質量黑洞(IMBH),科學家試圖找到中等質量黑洞的少數幾種方法之一,就是等待恆星靠近黑洞並刺激其食慾,促使黑洞邊進食邊發射出我們能以望遠鏡觀察到的輻射;然而,IMBH 可能存在的地點附近通常沒東西吃,也因此,就算 IMBH 真的存在,它也比其他黑洞都還安靜。

有一種理論還認為超大質量黑洞蛻變自 IMBH,然而 IMBH 從未被正式確定身分,天文學家至 2010 年起發現第一個 IMBH 候選人後,陸陸續續又提出了多個候選人,可惜證據都不夠強。

幸運地,一個由美國新罕布夏大學領導的團隊使用歐洲太空總署(ESA)的 XMM-牛頓衛星(X-ray Multi-Mirror Newton)、美國太空總署(NASA)的錢卓拉 X 射線天文望遠鏡和斯威夫特 X 射線望遠鏡收集 10 年以上數據,可能從 7.4 億光年外的遙遠星系郊區發現史上最有力的 IMBH 候選人。

在那裡,望遠鏡發現一道明亮輻射源,亮度並在 10 年內逐漸衰減,研究人員確定光源來自一顆恆星於 2003 年 10 月被黑洞吞噬又吐出,進一步分析輻射類型後,還發現吞噬者是質量約太陽質量 5 萬倍的中等質量黑洞。

從星系形成理論來看,天文學家推測 IMBH 通常出現在星團中心,這項發現可能意味著該地點附近還潛伏著許多處於休眠狀態的 IMBH。新研究已發表在《自然-天文學》(Nature Astronomy)期刊。

(首圖來源:新罕布夏大學

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