確認當今宇宙質量最大的黑洞,比銀河系中心黑洞還大 1 萬倍

作者 | 發布日期 2019 年 12 月 05 日 16:07 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


我們知道銀河系中心有個超大質量黑洞人馬座 A*,質量約太陽的 400 萬倍,那麼當今宇宙最大的黑洞質量有多可觀呢?答案是人馬座 A* 的 1 萬倍。

在距離地球 7 億光年處,有一個由 500 多個星系組成的星系團「Abell 85」,它的中心又有一個極度明亮的超巨橢圓星系 Holm 15A(Holmberg 15A),在「耶基斯星系型態」分類稱為 cD 型星系或中心主導星系。

然而奇怪的是,儘管 Holm 15A 星系總質量高達太陽 2 兆倍,於望遠鏡成像中亮度逼人,它的中心卻有一片光源極度彌散的昏暗區域,大小相當於銀河系附近的大麥哲倫星雲,內核光線輪廓也非常平坦,馬克斯·普朗克外空物理學研究所博士後研究員 Kianusch Mehrgan 表示,這代表大多數恆星都被「趕走」了,讓人懷疑此地存在質量極其巨大的黑洞。

新研究計畫主持人、德國馬克斯·普朗克外空物理學研究所科學家 Jens Thomas 團隊,於是利用文德爾施泰因天文台(Wendelstein Observatory)收集的光度數據、甚大望遠鏡(YLT)多單元光譜探測儀(MUSE)收集的光譜數據,分析圍繞星系核心的恆星運動速度,估算出位於 Holm 15A 星系中心的黑洞 Holm 15A* 質量,發現竟然高達太陽 400 億倍。

這不只瞬間讓銀河系中心的超大質量黑洞人馬座 A* 相形見絀──後者質量才太陽 400 萬倍,還一舉成為迄今為止全宇宙已知最巨大的黑洞。

總體來說,Holm 15A* 黑洞的質量占了 Holm 15A 星系總質量 2%。

如此龐大的黑洞如何在橢圓星系中心形成?主流觀點為核心沖刷(core scouring)理論,當兩個星系合併時,星系中心的黑洞相互作用會引發重力彈弓效應(gravitational slingshot)踢出恆星,同時間折損角動量,最終雙黑洞黑洞愈來愈靠近彼此、然後合而為一,而團隊的電腦模擬結果表明,無論是光源分布的形狀還是恆星軌跡等特性,都與實際觀察結果非常匹配,Holm 15A* 很可能是由兩個黑洞合併而成。

新論文發表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。

(首圖來源:馬克思普朗克學會

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