在7亿光年外，已知局部宇宙中最重的黑洞，相当于400亿个太阳

今早我梦醒了坎

在太空中，黑洞以不同的大小和质量出现，其最重纪录现在由阿贝尔85星系团中的一个黑洞保持，那里有一个质量是太阳400亿倍的超大质量黑洞，位于中央星系Holm 15A的中间。马克斯·普朗克地外物理研究所和慕尼黑大学天文台的天文学家，通过评估来自温德尔斯坦天文台的光度数据以及用甚大望远镜进行的新光谱观测发现了这一点。尽管星团Abell 85中心星系恒星具有大约2万亿(10^12)个太阳质量的巨大可见质量，但星系的中心是极其弥漫和暗淡的。

这就是为什么马克斯普朗克地外物理研究所(MPE)和慕尼黑大学天文台(USM)的天文学家联合小组，对这个星系感兴趣的原因。星系中的这个中心弥漫区域几乎和大麦哲伦云一样大，这是一个可疑的线索，表明存在一个质量非常高的黑洞。由500多个星系组成的Abell 85星系团，距离地球7亿光年，是之前直接测量黑洞质量距离的两倍。领导这项研究的MPE科学家Jens Thomas解释说：超大质量黑洞的直接质量测量只有几十种，而且以前从未尝试过这么远的距离。
已知局部宇宙中最重的黑洞
但现已经对这个特定星系中黑洞的大小有了一些了解，所以天文学家们尝试了一下。路德维希-马克西米利安大学的USM Wendelstein天文台和VLT的MUSE仪器获得的新数据，使研究小组能够直接根据围绕星系核心的恒星运动进行质量估计。这个黑洞的质量为400亿倍太阳质量，是目前已知局部宇宙中质量最大的黑洞，是间接测量结果的几倍，比如星系的恒星质量或速度色散。星系的光轮廓显示了一个具有极低和非常弥散的表面亮度中心，比其他椭圆星系的亮度要暗得多。

内核中的光轮廓也非常平坦。这意味着中心的大多数恒星，肯定是由于之前合并中的相互作用而被驱逐。在普遍接受的观点中，这样的大质量椭圆星系核心是通过所谓的“核心冲刷”形成：在两个星系的合并中，它们合并的中央黑洞之间引力相互作用导致引力弹弓。从残存星系的中心以径向轨道为主的轨道上弹射恒星，如果中心没有留下气体来形成新的恒星这会导致核心耗尽。最新一代星系合并的计算机模拟，给天文学家们提供了与观测到性质确实非常吻合的预测。

这些模拟包括恒星与黑洞双星之间的相互作用，但关键的成分是两个已经耗尽核心的椭圆星系。这意味着光线轮廓的形状和恒星轨迹包含了关于这个星系以及其他非常大质量星系核心形成特定环境的宝贵考古信息。然而，即使有了这段不同寻常的合并历史，科学家们也可以在黑洞质量和星系表面亮度之间建立起一种新的、牢固的关系：每次合并，黑洞都会获得质量，而星系中心则会失去恒星。天文学家可以利用这个关系来估计更遥远星系中的黑洞质量，在那里直接测量足够接近黑洞的恒星运动是不可能的。

博科园｜研究/来自：马克斯·普朗克学会
参考期刊《arxiv》
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