天文學家發現充滿小黑洞的星團

作者 | 發布日期 2021 年 02 月 14 日 15:15 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


幾千光年外的球狀星團有個讓人驚奇的核心。天文學家發現,NGC 6397 包著一群恆星質量等級的黑洞,而不是一個相對巨大的黑洞。

球狀星團常認為是早期宇宙的「化石」,非常緻密,約含 10 萬至 100 萬個非常古老的恆星,有些就像 NGC 6397,和宇宙一樣老。所有的球狀星團恆星都形成於同時期、同氣體雲,銀河系就約有 150 個已知的球狀星團。

這些球狀星團是研究宇宙歷史、或繞行星系暗物質含量的絕佳工具,但近來天文學家關注難以捉摸的天體──中等質量黑洞。

星團
中等質量黑洞(intermediate-mass black holes)位於恆星質量黑洞(Stellar black hole)和超大質量黑洞(supermassive black holes)之間,後者通常位於星系中心。關於中等質量黑洞存在的確鑿證據很少,且還沒有定論。理論模型顯示,可在球狀星團找到,球狀星團是恆星聚集的引力核心,就像超大質量黑洞周圍的較大星系。

這與一種稱為動態摩擦的阻力相一致,其中群集的對象互相交換動量,諸如白矮星,中子星和黑洞這類的死亡恆星比主序星更緻密,向內移動,其他較輕恆星則往外圍移動。天文學家使用恆星演化理論推測,發現的大部分額外質量都是黑洞。

位於約 7,800 光年之外的 NGC 6397,中心可能是一個中等質量的黑洞。

天文學家 Eduardo Vitral 表示:強而有力的證據顯示 NGC 6397 的緻密核心有個看不見的質量,占比不大,但我們驚訝地發現,不是「點狀」呈現,應該不是一個孤立的巨大黑洞。

這也是最近兩篇論文一致發現,住在球狀星團中心區域的不是中等質量黑洞,而可能是一群恆星質量黑洞。如今這些發現再次獲得驗證。

這些觀測證據,對研究恆星質量黑洞和尋找中等質量黑洞很有幫助,天文學家可優化搜索,排除行為相同的球狀星團,對其他黑洞研究也很有價值。由於這些對象將繼續向星團的中心移動,因此團隊相信最終將開始相互纏繞並合併,最終可能形成中等質量的黑洞,當然這過程需經過很長很長的時間。

這類星團的核心對重力波天文學非常重要。由於它們非常緻密聚合,因此會加速這過程,這意味著我們可特別著眼這些區域,針對合併前的狀態研究,並可預測黑洞合併時即將發生的重力波事件。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:Unsplash