科学家观测到稀有黑洞撕裂恆星,或可成最有力中等质量黑洞候选人

科学家观测到有史以来最有力的中等质量黑洞候选人吃掉恆星,这是一种非常罕见、比超大质量黑洞还难以捉摸的天体,更是宇宙天体演化中一个尚无法确认的空白环节。

宇宙中潜伏着各式各样黑洞,比如假想类型的原初黑洞(primordial black hole,又称为太初黑洞),这类黑洞不是由大质量恆星引力坍缩形成,而是诞生自大爆炸暴涨时期物质的超高密度条件,儘管大多数高密度区域很快随宇宙膨胀而散开,但原初黑洞会保持稳定至今。

但目前公认存在的黑洞只有两种,一种是由大质量恆星(大约 20 倍太阳质量)重力坍塌后所形成的「恆星黑洞(stellar black hole)」,可以藉伽玛射线暴或超新星发现其蹤迹;或是在所有已知星系中心掌控大局的「超大质量黑洞(supermassive black hole)」,其质量可达太阳的数百万~170 亿倍。

上述两者只要一进食就很容易被检测,唯有介于两者之间的假想类型最难捉摸:中介质量黑洞(IMBH),科学家试图找到中等质量黑洞的少数几种方法之一,就是等待恆星靠近黑洞并刺激其食慾,促使黑洞边进食边发射出我们能以望远镜观察到的辐射;然而,IMBH 可能存在的地点附近通常没东西吃,也因此,就算 IMBH 真的存在,它也比其他黑洞都还安静。

有一种理论还认为超大质量黑洞蜕变自 IMBH,然而 IMBH 从未被正式确定身分,天文学家至 2010 年起发现第一个 IMBH 候选人后,陆陆续续又提出了多个候选人,可惜证据都不够强。

幸运地,一个由美国新罕布夏大学领导的团队使用欧洲太空总署(ESA)的 XMM-牛顿卫星(X-ray Multi-Mirror Newton)、美国太空总署(NASA)的钱卓拉 X 射线天文望远镜和斯威夫特 X 射线望远镜收集 10 年以上数据,可能从 7.4 亿光年外的遥远星系郊区发现史上最有力的 IMBH 候选人。

在那里,望远镜发现一道明亮辐射源,亮度并在 10 年内逐渐衰减,研究人员确定光源来自一颗恆星于 2003 年 10 月被黑洞吞噬又吐出,进一步分析辐射类型后,还发现吞噬者是质量约太阳质量 5 万倍的中等质量黑洞。

从星系形成理论来看,天文学家推测 IMBH 通常出现在星团中心,这项发现可能意味着该地点附近还潜伏着许多处于休眠状态的 IMBH。新研究已发表在《自然-天文学》(Nature Astronomy)期刊。

A RARE BLACK HOLE JUST SWALLOWED A STARMedium-sized black hole is seen devouring a star, UNH researchers sayUNH Researcher Captures Best Ever Evidence of Rare Black Hole

(首图来源:新罕布夏大学)

延伸阅读:银河中心附近疑有中等质量黑洞,超大质量黑洞解谜又进一步
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