天文學家發現:超大質量微型黑洞

2021-01-18 福布斯中文網

藝術想像圖：矮星系RGG 118中心的黑洞。


作者|Brid-Aine Parnell

天文學家在3.4億光年外的一個矮星系內發現了一個微乎其微但具有超大質量的黑洞。

這個微型黑洞是已知處在一星系中心的最小黑洞，而質量卻是太陽的50,000倍。

黑洞按形成方式可分為兩種——一種是恆星質量黑洞，由大型恆星死亡並坍塌而形成；還有一種就是超大質量黑洞，與其寄主星系共同演化（黑洞處於該寄主星系中心）。後一種黑洞的質量往往是太陽的100,000倍以上。但這是人們首次在矮星系中發現這樣一個微型「熔爐」，而且其質量只有以上數字的一半。

科學家認為，包括銀河系在內的每一個大型星系的核心都有一個超大質量黑洞。但天文學家尚不理解它們是如何形成的。有一種理論認為，巨型氣體雲是星系中心黑洞的種子，而另一種主要假說是，它們是由龐大的恆星演化而來的，而這些恆星的質量約為太陽的100倍。

「對於這些超大質量黑洞的誕生，我們有兩種主要觀點，」密西根大學（University of Michigan）天文學助教、該研究作者埃萊娜·加洛（Elena Gallo）解釋說。「RGG 118裡面的這個黑洞是極早期宇宙天體的一個代理，最終可能幫助我們確定兩種理論中哪一種是正確的。」

矮星系RGG 118規模極小，不太可能曾與其他星系合併，這使它對而研究人員而言意義重大。大型星系可能是小型星系融合而成的，所以找到一個尚未合併過的星系，就好比是發現了更早期宇宙的一張快照。

「對於像我們銀河系這樣的星系，我們不知道它們青年時期是什麼樣的，」密西根大學博士生、該研究共同作者維維恩·巴達薩爾（Vivienne Baldassare）說。

「通過研究此類星系是如何培育並滋養其中的黑洞的，以及兩者是如何相互影響的，我們可以更好地理解早期宇宙中星系的形成方式。」

在大多數星系（如銀河系）的中心，都有一個休眠的黑洞，但RGG 118那個年幼的黑洞仍在吞噬著恆星、塵埃和氣體。一個星系發展到這個階段時，其中心的黑洞正在參與塑造它的發展，黑洞就像是一個恆溫器，既調節這個星系的溫度，也調節形成恆星的塵埃和氣體的運動。

「我們發現的黑洞是活躍的，X射線觀察結果顯示，它似乎正在吞噬物質，且吞噬速度類似於更大質量星系中的活躍黑洞。」巴達薩爾說。

該團隊對該矮星系的觀察用到了美國宇航局（NASA）的錢德拉X射線天文臺（Chandra X-ray Observatory）和智利的6.5米口徑克萊望遠鏡（6.5m Clay Telescope）。該星系最初是在斯隆數字巡天項目（Sloan Digital Sky Survey）中被發現的。此項研究題為《RGG 118核心發現黑洞，質量約為太陽的50,000倍》（A ~50,000 solar mass Black Hole in the Nucleus of RGG 118），發表於《天文物理期刊通訊》（The Astrophysical Journal Letters）。

譯|雁行 校|俆笑音

本文為福布斯中文網版權所有，未經允許不得轉載。如需轉載請聯繫editor@forbeschina.com





相關焦點

  • 天文學家發現超大質量黑洞陷入宇宙
    這個結構大約是銀河系大小的300倍，包含一個超大質量的黑洞，它將附近的六個星系困在一個宇宙氣體的 "蜘蛛網"中。這為早期宇宙如何能如此迅速地成長提供了新的啟示。 在周四發表在《天文學與天體物理學》雜誌上的一項新研究中，一個由天文學家組成的國際合作組織詳細介紹了類星體 "SDSS J1030+0524"（簡稱J1030）周圍的環境。
  • 天文學家發現超大質量黑洞陷入宇宙 "蛛網"中
    周四，天文學家宣布發現了一個巨大的、令人感興趣的結構，來自宇宙只有9億年的時候。這個結構大約是銀河系大小的300倍，包含一個超大質量的黑洞，它將附近的六個星系困在一個宇宙氣體的 "蜘蛛網"中。
  • 天文學家在「死亡」螺旋星系中發現了兩個超大質量黑洞
    美國一個天文學家團隊使用從哈勃太空望遠鏡獲得的圖像，在距離地球25億光年的碰撞過程中發現了兩個超大質量黑洞。 兩個黑洞將繼續彼此靠近，在時空中發出巨大的漣漪——可以在地球上探測到的引力波。這些黑洞的發現將幫助天文學家更好地了解這些巨大的漣漪。
  • 天文學家發現已知最遙遠超大質量黑洞
    新華社洛杉磯１２月６日電（記者郭爽）美國航天局噴氣推進實驗室等機構的研究人員６日在英國《自然》雜誌發表報告說，觀測到了迄今已知最遙遠的超大黑洞，其質量約是太陽的８億倍。　　這個國際研究小組利用美國航天局的廣域紅外線巡天探測衛星（ＷＩＳＥ），以及位於智利的麥哲倫望遠鏡，在遙遠的宇宙深處發現了一個類星體，其中心存在一個巨大黑洞，這個黑洞正在吞噬周圍的物質。　　類星體是天文學家對一類遙遠天體的稱呼，它們通常包括一個中央黑洞和周圍的星雲，由於黑洞吞噬周圍物質時所釋放的大量能量，它們在宇宙中顯得非常明亮。
  • 外媒:天文學家發現迄今為止最古老的超大質量黑洞
    【環球網科技綜合報導】1月16日消息，據外媒報導稱，天文學家在距離地球130.3億光年的暗角發現了一個類星體，它中心的超大質量黑洞比太陽大16億倍。這項發現是在本周二的美國天文學會第 237 次會議上宣布的，它有助於闡明古代宇宙的環境。
  • 天文學家首次發現：超大質量黑洞同時捕獲多個星系
    一般來說，像此次這種對宇宙誕生初期時包含超大質量黑洞的系統的觀測，將有助於我們進一步了解宇宙中存在著的那些目前我們還知之甚少，且對現有天文物理及宇宙學理論具有挑戰性意義的極端系統，以及形成超大質量黑洞的具體過程。
  • 天文學家首次發現:超大質量黑洞同時捕獲多個星系
    根據一篇 10 月 1 日發表在期刊《天文及天體物理學》（Astronomy & Astrophysics）上的研究，天文學家們已成功藉助歐洲南方天文臺（ESO，一個歐洲的天文觀測及研究機構）的超大望遠鏡 VLT（Very Large Telescope），首次觀測到了宇宙在誕生後約十億年時（宇宙非常年輕的時候），數個星系同時被一超大質量黑洞所捕獲的情景。
  • 天文學家發現迄今為止最古老的超大質量黑洞
    IT之家1月15日消息 據外媒 cnet 報導，天文學家們在距離地球超過 130.3 億光年的暗角發現了一個類星體，它的超大質量黑洞比其中心的太陽大 16 億倍。該類星體被命名為 J0313-1806，在宇宙大爆炸 6.7 億年時誕生。
  • 天文學家發現早期宇宙直接形成超大質量黑洞的證據
    現在，加拿大安大略西部大學的科學家發現了某些黑洞並非起源於恆星殘餘的證據。這一發現能夠解釋宇宙最早期階段出現的極端大質量黑洞。西部大學的物理學與天文學教授沙塔努·巴蘇表示：「這是一個間接觀測證據，證明某些黑洞由恆星塌陷直接形成，而不是恆星殘餘。」對於超大質量黑洞，科學家一直很難給出一個令人滿意的解釋。這些引力怪獸據信潛伏在每個大星系的中央，例如我們的銀河系。
  • 超大質量黑洞怎麼形成的？日本天文學家稱其來自於超大質量恆星
    而超大質量黑洞（又稱巨型黑洞）是宇宙中質量和體積最大的單一天體類型，比如在我們銀河系中心位置，就有一個相當於太陽的431萬倍質量的超大質量黑洞，而在銀河系的鄰居仙女座星系的中心，有一顆大約1億倍太陽質量的黑洞，去年公布的首張黑洞照片的m87中心黑洞，質量更是達到了太陽的56億倍，不過它還並不是最大質量的黑洞，已知質量最大的黑洞為Ton618，相當於太陽質量的660億倍。
  • 超大質量黑洞怎麼形成的?日本天文學家稱其來自於超大質量恆星
    而超大質量黑洞（又稱巨型黑洞）是宇宙中質量和體積最大的單一天體類型，比如在我們銀河系中心位置，就有一個相當於太陽的431萬倍質量的超大質量黑洞，而在銀河系的鄰居仙女座星系的中心，有一顆大約1億倍太陽質量的黑洞，去年公布的首張黑洞照片的m87中心黑洞，質量更是達到了太陽的56億倍，不過它還並不是最大質量的黑洞，已知質量最大的黑洞為Ton618，相當於太陽質量的660億倍。
  • 天文學家發現有史以來繞銀河系超大質量黑洞運行的最快恆星
    Sgr A *是銀河系中心的超大質量黑洞（圖中以X表示），周圍是一群以極快速度運動的恆星 在我們銀河系的中心是一個巨大的黑洞，名為人馬座A *（Sgr A *），大約是太陽質量的四百萬倍。 天文學家剛剛發現了移動最快的恆星，一顆新發現的名為S4714的恆星繞超大質量黑洞人馬座A *旋轉。S4714在軌道上的飛行速度約為光速的8%，達到了每秒24000公裡的驚人速度。S4714隻是目前被發現掠過Sgr A*的恆星群中的一顆，它的軌道比之前發現的任何恆星都要近。
  • 天文學家發現了宇宙中最古老、最遙遠的「超大質量」黑洞和類星體
    很久很久以前，在一個非常非常遙遠的星系裡…… 天文學家周二宣布，他們發現了宇宙中最古老、最遙遠的「超大質量」黑洞和類星體。 黑洞和類星體的年齡超過130億歲，是迄今為止發現的最早的黑洞和類星體，這讓天文學家對早期宇宙中巨大星系的形成有了更深入的了解。
  • 天文學家觀察到一顆恆星被超大質量黑洞「迷住了」
    一個2.15億光年遠的恆星被一個超大質量的黑洞遮蓋，這使它成為迄今為止迄今為止最精確的恆星意粉觀測。義大利麵條化聽起來不是很科學，但是它是對實際發生情況的相當準確的描述。困在一個超大質量黑洞軌道上的註定恆星最終會撞到某種引力的最佳位置，從而使所有東西變成狗屎。
  • 我國天文學家發現第二例超大質量雙黑洞繞轉系統
    據報導，安徽師範大學物理與電子信息學院舒新文教授領導的一個研究小組，發現了雙黑洞吞噬恆星的罕見天文現象，相關成果成果已經發表於國際期刊《自然·通訊》。據介紹，黑洞潮汐撕裂恆星事件在每個星系中幾乎每10萬年才發生一次，而在30多年來，天文學家們只在少數幾個星系中發現了超大質量雙黑洞，捕捉到雙黑洞吞噬恆星更是極為罕見。
  • 天文學家在超大質量黑洞周圍發現神秘巨環 直徑達40光年
    天文學家在超大質量黑洞周圍發現神秘巨環 直徑達40光年 來源：騰訊科技 • 2019-03-05 11:45:36
  • 「不可能質量」黑洞：天文學家首次發現中等質量黑洞
    發表研究報告稱，引力波探測器LIGO/Virgo發現了一個142倍太陽質量的黑洞，這是天文學家首次觀測到中等質量黑洞，也是目前藉助引力波觀測到的最大的黑洞。根據質量不同，黑洞一般分為恆星級黑洞、中等質量黑洞和超大質量黑洞。此前，科學家們發現了不少恆星級和超大質量黑洞。恆星級黑洞質量為太陽質量的5到100倍，一般認為是質量大的恆星死去後形成的；而超大質量黑洞的質量達到太陽的1000倍以上。中等質量黑洞質量為太陽的100到1000倍。迄今為止，科學家沒有發現任何證據證明它們的存在。
  • 發現一顆最遙遠的超大質量黑洞
    天文學家認為，在大多數的星系中都隱藏著一個超大質量黑洞。例如，我們所棲息的銀河系就是這樣，在其中心的黑洞質量約為太陽的400萬倍。關於黑洞，一直有著種種困擾我們的未知謎題，其中一個便是：這些超大質量黑洞究竟是如何形成、以及需要多長的時間才能達到如此巨大的質量的？現在，天文學家在早期宇宙中，發現了一個迄今為止已知的最遙遠的超大質量黑洞，它的出現使我們更加的困惑。
  • 天文學家首次發現中等質量黑洞存在的證據
    天文學家2日在《物理學評論通訊》和《天體物理學雜誌通訊》發表研究報告稱，發現的一段引力波信號可證明中等質量黑洞確實存在。美國有線電視新聞網消息，天文學家當日表示，他們發現的這個中等質量黑洞大約是太陽質量的142倍。
  • 超大質量黑洞：宇宙的締造者？
    如果沒有超大質量黑洞產生的噴流催生出銀河系，也許人類就不會出現在這個宇宙中。不過天文學家們並不打算就此重寫宇宙的歷史。他們關注的是超大質量黑洞和星系之間的聯繫，這也是縈繞在星系形成上的一個關鍵問題。20世紀60年代中，當類星體首次被發現時，這個問題第一次浮出了水面。類星體都是非常明亮、緻密的天體，可以釋放出超過銀河系100倍的輻射。