天文学家在迷你星系发现黑洞 可能揭示它们生长的秘密

2022年01月17日 22:59 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

钱德拉天文台探测到了来自矮星系Mrk 462的X射线,它显示了矮星系Mrk 462存在一个正在成长的超大质量黑洞。这个黑洞质量大约是太阳的20万倍,它为天文学家提供了宇宙中一些最早黑洞在数十亿年前形成和成长的信息。

在一个相对较小的星系中发现了一个超大质量黑洞,这可能有助于天文学家解开围绕着非常大的黑洞如何成长的谜团。研究人员利用美国宇航局钱德拉X射线天文台确定了一个黑洞,其质量约为太阳的20万倍,埋藏在星系Mrk 462的气体和尘埃中。


Mrk 462只包含几亿颗恒星,使它成为一个矮小的星系。相比之下,我们的银河系有几千亿颗恒星。这是第一次在一个矮星系中发现一个被严重掩埋,或者说"被掩盖"的超大质量黑洞。Mrk 462中的这个黑洞属于最小的超大质量黑洞,或者说是怪物黑洞。在较大的星系中,天文学家通常通过寻找星系中心的恒星的快速运动来发现黑洞。


然而,矮星系太小、太暗,目前的大多数仪器都无法探测到这一点。另一种技术是寻找黑洞成长的特征,例如气体被加热到数百万度,并在落向黑洞时发出X射线。这项研究中的研究人员使用钱德拉来观察八个矮星系,这些矮星系以前曾从斯隆数字天空测量所收集的光学数据中显示出黑洞增长的迹象。在这八个星系中,只有Mrk 462显示出了一个正在成长的黑洞的X射线特征。

与低能量X射线相比,高能量X射线的强度异常大,再加上与其他波长的数据进行比较,表明Mrk 462黑洞被气体严重遮挡。因为埋藏的黑洞比暴露的黑洞更难探测,发现这个例子可能意味着还有很多矮星系有类似的黑洞。这很重要,因为它可以帮助解决天体物理学中的一个主要问题:黑洞是如何在宇宙早期就变得这么大的?

以前的研究表明,在宇宙不到10亿年的时候,黑洞可以长到10亿个太阳质量。一种想法是,这些巨大的物体是在大质量恒星坍缩形成黑洞时产生的,这些黑洞的重量只有太阳质量的100倍左右。然而,理论工作却难以解释它们如何能够迅速地增加重量,达到在早期宇宙中看到的大小。另一种解释是,早期宇宙在被创造出来的时候就被植入了含有数万个太阳质量的黑洞,也许是来自巨大的气体和尘埃云的坍缩。

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