终于现身了？哈勃望远镜发现中等质量黑洞的神秘踪迹

惜颜705

像侦探仔细心探案一样，天文学家们收集证据、排疑，直到他们找到X射线探测到的一个星球的消亡，且可追溯到神秘的中等质量大小黑洞的最佳证据。这对天文学家来说是长期探索的喜讯，因为该类黑洞在黑洞家族中的缺失环节一直阻碍着探索进程。NASA的哈勃天文望远镜采用X射线多镜望远镜对一个可疑的潮汐力瓦解现象进行追踪探测。

高分辨率影像揭示了系外星系黑洞的藏身之谜。

这个现象是由一个路过的小行星极度接近一个黑洞的引力并被其潮汐力撕碎时引起的。恒星蚕食造成的高温违背了黑洞呈现的X射线暴。哈勃望远镜分辨出这个X射线暴的源头来源于一个银河系外的星群。这类星群一直以来被视作是极有可能发现中等质量大小黑洞的地方。这项发现排除了X射线暴来自于银河系内任一源头的可能性。

天文学家已经找到了宇宙凶杀案杀手的最佳证据：一个被称为“中等质量”的神秘黑洞。这个黑洞撕碎了一颗偏离它太近的恒星，从而暴露了它自己的存在。

新发现的黑洞的质量约为太阳质量的5万倍，比位于大星系核心的超大质量黑洞（是太阳质量的数百万或数十亿倍）要小，但比大质量恒星坍塌形成的恒星质量黑洞要大。

这些所谓的中等质量黑洞(IMBHs)是黑洞演化过程中一个长期寻找的“缺失环节”。尽管有一些其他的可能的IMBH，研究人员认为这些新的观测是宇宙中中等大小黑洞存在的极有力的证据。

通过两个X射线探测器和NASA哈勃天文望远镜敏锐视觉的通力合作，天文学家们弄清楚了这个宇宙巨兽的真面目。

“中等质量大小的黑洞是很难捕捉到的，因此仔细考虑并弄清楚每个可做备选物体的理由是非常重要的，哈勃在这一点上为我们提供了筛选备选物体的可能性。”本研究主要调查人员，新罕布什尔大学(University of New Hampshire)物理学家、天文学家林大成说到。研究成果刊登在了《天体物理学杂志》期刊中。

这个夏洛克·福尔摩斯式的探案故事，讲述了天文学家们是如何一丝不苟地、一步一步立案捉凶的。

林和他的团队在NASA的钱德拉X射线天文台及欧洲航天局的X射线多镜任务（XMM-Newton）带领下展开了追踪行动。2006年，这些高能卫星探测到了超级X射线爆，但天文学家们并不确定这是源于系内还是系外的。研究人员将其归因于一个行星在极接近一个超强引力体（例如黑洞）后被撕碎所产生的结果。

出人意料的是，名为3XMMJ215022.4-055108X射线源并不位于银河系中心，通常在那儿分布有大量黑洞。这点点燃了天文学家们认为IMBH（中等质量大小黑洞）可能是罪犯的希望。不过在这之前还有另一个可能性有待排除，。一颗位于我们银河系的中子星，在巨热之后正在冷却，中子星是恒星被压缩后的残余。

哈勃被派去解决X射线暴的精准位置问题。高分辨率的深度影像为所示X射线并非仅来源于我们星系提供了有力证明。相反，在另一个星系的边缘有一个遥远的高密度星群——正是天文学家们期待发现一个IMBH的地方。哈勃之前的研究表明一个星系中分布了大量黑洞，这些黑洞相应地会导致星系中心的膨胀。换言之，星系越大，黑洞越多。因此，3XMM J215022.4?055108 的星群很可能是一个低密度黑洞矮星系的核心之一，这个矮星系受它现在密切接触的一个更大的宿主星系的引力和潮汐力扰动。

IMBH很难被发现，相比超级黑洞，它们更小，也更不活跃，也尚未发现可用的燃料源，也没有强大的引力吸引小行星或者宇宙中的其他可以产生X光的物质。本质上，天文学家们需要在IMBH正在蚕食星球的时候带住这个小罪犯。林和他的同事们仔细查阅了x射线多镜任务的数据档案，从成千上万个观察对象中找出一个IMBH疑犯。

通过已被撕碎的星球发出的X光，天文学家们预测黑洞质量约为5万个太阳质量。该质量依据x光的亮度及谱形得出。“相比之前典型地仅X光亮度来确认的IMBH疑犯，这要靠谱多了。”林说，“我们之所以选用光谱拟合来测量IMBH质量的原因在于它的光谱展开显示了一种状态，一种广为人知且易懂的观测恒星质量黑洞成长的方式。”

这个物体并非第一次作为备选的IMBH。2009年，哈勃联合NASA的斯威夫特天文台以及X射线多镜任务的天文望远镜来探究一个叫做HLX1（超亮X射线源ESO243-49HLX-1）的IMBH,位于ESO 243-49星系的边缘地带。它同时也处于一个年轻的，超大蓝星群的中心，这个星群也可能是矮星系核心的一部分。X射线是从黑洞周围一个巨热的吸积盘发出来的。

找到这个木棉打开了一扇大门，有可能有更多的潜伏者在黑暗中未被发现，等待着被一颗离我们太近的恒星送走。林计划继续他细致的侦查工作，使用团队证明是成功的方法。许多问题有待回答。超大质量黑洞是从IMBH中生长出来的吗？如何嵌入自己的形式？稠密的星团是他们最喜欢的家园吗？

哈勃太空望远镜是美国航天局和欧空局（欧洲航天局）的国际合作项目。位于马里兰州绿带的NASA戈达德太空飞行中心负责管理这台望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所（STScI）负责哈勃望远镜的科学操作。STScI是由华盛顿特区的天文学研究大学协会为NASA运作的。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3.李海硕 Fallin-hubblesite

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原文地址：今日头条

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