新的“缺失環(huán)節(jié)”黑洞被發(fā)現(xiàn)潛伏在銀河系中心

看來(lái)我們終于終于找到了至少一些宇宙的“失蹤”點(diǎn)黑洞.

在銀河系中心附近有一個(gè)名為IRS 13的星團(tuán)似乎隱藏著一個(gè)黑洞在它中間。此外，這些恒星聚集和軌道運(yùn)行的方式表明，黑洞是罕見(jiàn)的——一個(gè)處于中等質(zhì)量范圍的黑洞，介于具有恒星質(zhì)量和超大質(zhì)量怪物之間的黑洞。

這種中等質(zhì)量的黑洞已經(jīng)非常罕見(jiàn)地被發(fā)現(xiàn)，這使得IRS 13本身就令人興奮......但錦上添花的是它的位置。

該黑洞距離銀河系中心僅0.1光年，似乎是為銀河系核心人馬座A*（Sgr A*）持續(xù)增長(zhǎng)和演化的基石之一。

這是一個(gè)重要的線索，可以幫助我們理解黑洞是如何生長(zhǎng)的，彌合恒星范圍質(zhì)量和超大質(zhì)量黑洞之間的差距。

黑洞是大質(zhì)量恒星壽命的演化終點(diǎn)，但這些物體的觀測(cè)質(zhì)量令人費(fèi)解。

在恒星質(zhì)量范圍內(nèi)，我們有黑洞，它們是由大質(zhì)量恒星的坍縮核心形成的（和它們之間的合并).對(duì)于由單顆恒星形成的黑洞，質(zhì)量上限約為質(zhì)量是太陽(yáng)的80倍.

超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量范圍定義不明確，但人們普遍認(rèn)為它是太陽(yáng)質(zhì)量的數(shù)百萬(wàn)到數(shù)十億倍。 大約在100個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量和100,000到100萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量之間的任何東西都是中間質(zhì)量范圍，其中令人震驚的是，發(fā)現(xiàn)的物體很少.

它之所以令人震驚，是因?yàn)樗谛『诙春痛蠛诙粗g留下了一條空的進(jìn)化路徑。

恒星質(zhì)量和超大質(zhì)量黑洞之間的觀測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存在差距，不容易解釋 - 這意味著我們幾乎沒(méi)有證據(jù)表明從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)的增長(zhǎng)。

IRS 13 被發(fā)現(xiàn)就在 25 年前，從那時(shí)起就一直困擾著天文學(xué)家。起初，它被認(rèn)為是一顆單一的大質(zhì)量恒星。然后一個(gè)雙星.然后沃爾夫-拉耶特之星，一顆巨大的恒星超新星的邊緣.

此后，它已被確認(rèn)作為一個(gè)小集群，但仍然是一個(gè)令人費(fèi)解的問(wèn)題。它離Sgr A*如此之近——一個(gè)質(zhì)量為430萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)的黑洞——以至于這樣的星團(tuán)應(yīng)該無(wú)法保持其緊密的結(jié)構(gòu)。

由德國(guó)科隆大學(xué)的天體物理學(xué)家弗洛里安·佩斯克（Florian Pei?ker）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)想要解開這個(gè)謎團(tuán)，因此研究人員研究了星團(tuán)中恒星和氣體團(tuán)塊的運(yùn)動(dòng)方式。他們?cè)詾檫@個(gè)動(dòng)作是相對(duì)隨機(jī)的，但結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)它相當(dāng)有序。

對(duì)此有兩種可能的解釋。一個(gè)是 Sgr A* 以某種方式調(diào)整 IRS 13 中物體軌道的影響。但是，研究小組推斷，星團(tuán)中必須存在某種東西，在引力作用下保持其完整。

他們進(jìn)行了觀察和建模，看看他們是否能弄清楚那是什么東西。通過(guò)追蹤星團(tuán)的運(yùn)動(dòng)，他們確定了那個(gè)致密物體可能所在的位置。

在那個(gè)位置，他們觀察到X射線和一圈電離氣體，以每秒約130公里（81英里）的速度旋轉(zhuǎn)。

然后，他們利用所有這些運(yùn)動(dòng)計(jì)算了環(huán)中心物體的質(zhì)量。他們的物體在宇宙尺度上傾斜了大約30,000個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。只有一件事可能是：一個(gè)中等質(zhì)量的黑洞。

未來(lái)使用最先進(jìn)儀器的觀測(cè)將使我們對(duì)這個(gè)神秘的物體有更深入的了解，但就目前而言，這個(gè)星團(tuán)似乎代表了理解黑洞演化的重要一步。

“IRS 13似乎是我們中心黑洞SgrA*增長(zhǎng)的重要組成部分，”Pei?ker 說(shuō).

“這個(gè)迷人的星團(tuán)自大約二十年前被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，一直讓科學(xué)界感到驚訝。起初，它被認(rèn)為是一顆異常重的恒星。然而，有了高分辨率的數(shù)據(jù)，我們現(xiàn)在可以確認(rèn)中心有一個(gè)中等質(zhì)量黑洞的構(gòu)件組成。

該研究已發(fā)表在天體物理學(xué)雜志.

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