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天文学家首次清晰观测到超大质量黑洞在太空中“散步”,距地球2.3亿光年

2021-03-16 11:52 前瞻网   

 

天文学家首次清晰观测到超大质量黑洞在太空中“散步”,距地球2.3亿光年

图片来源:Sloan Digital Sky Survey (SDSS)

长期以来,科学家们一直认为超大质量的黑洞可以在太空中漫游——但事实证明,捕捉它们的行为非常困难。

现在,哈佛和史密森尼天体物理中心的研究人员发现了迄今为止最清晰的运动中的超大质量黑洞。他们的研究结果发表在3月12日的《天体物理学杂志》上。

“我们没期待大多数超大质量黑洞会移动。”领导这项研究的天体物理中心的天文学家多米尼克·佩斯(Dominic Pesce)说。“它们太重了,很难抬起来。考虑一下,踢动一个保龄球比踢一个足球要困难得多——在这种情况下,‘保龄球’的质量是我们太阳的几百万倍。这需要一个相当大的推力。”

过去五年来,Pesce和合作者一直在通过比较超大质量黑洞和星系的速度来观察这种罕见的现象。

“我们的问题是:黑洞的速度与它们所在星系的速度相同吗?”他解释道。“我们希望它们拥有相同的速度。如果没有,那就意味着黑洞受到了干扰。”

为了研究,该团队最初调查了10个遥远的星系和它们中心的超大质量黑洞。他们专门研究了在吸积盘(向黑洞内部旋转的螺旋结构)中含有水的黑洞。

当水绕着黑洞旋转时,就会产生一种类似激光的射电光束,即脉泽。Pesce说,当使用一种被称为超长基线干涉术(VLBI)的无线电天线组合网络进行研究时,脉泽可以帮助非常精确地测量黑洞的速度。

该技术帮助研究小组确定10个超大质量黑洞中有9个处于静止状态,但其中一个突出出来,似乎在运动。

这个黑洞距离地球2.3亿光年,位于一个名为J0437+2456的星系的中心。它的质量大约是太阳的300万倍。

通过阿雷西博天文台和双子座天文台的后续观测,该团队现在已经证实了他们的初步发现。这个超大质量黑洞正在J0437+2456星系内以每小时约11万英里的速度移动。

但究竟是什么引起了这种运动还不清楚。研究小组怀疑有两种可能性。

“我们可能正在观察两个特大质量黑洞合并的结果。”国家射电天文台的射电天文学家Jim Condon说,他参与了这项研究。“这种合并的结果会导致新生黑洞的后坐,我们可能会在它后坐的过程中观察它,或者它再次安定下来。”

但还有一种更令人兴奋的可能性:黑洞可能是双星系统的一部分。

“尽管人们期望它们确实存在,但科学家们一直很难确定特大质量双星黑洞的明确例子。” Pesce说,“我们在J0437+2456星系中可以看到的是这样一对黑洞中的一个,而另一个由于没有脉泽发射而无法被我们的无线电观测。”

然而,最终还需要进一步的观察来确定这个特大质量黑洞异常运动的真正原因。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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