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黑洞很難找到,但科學家們決心找到這個黑洞

作者:退相幹
黑洞很難找到,但科學家們決心找到這個黑洞

一張昏暗的銀河系伴星系 Leo I 的圖像,它可能隐藏着一個巨大的超大品質黑洞。

天文學家可能找到了一種方法來尋找他們懷疑潛伏在隔壁矮星系中的巨大超大品質黑洞。

這個龐然大物将是距離地球第二近的超大品質黑洞,僅次于位于銀河系中心的伴星系Leo I 中的人馬座 A* (Sgr A*)黑洞。這個鄰近的超大品質黑洞名為 Leo I*,是第一個提議存在于 2021 年,屆時天文學家注意到恒星在接近矮星系中心時會加速。雖然這是支援超大品質黑洞的有力證據,但令人沮喪的是,天文學家無法獲得 Leo I* 輻射的直接圖像來證明它的存在。現在,兩位研究人員提出了解決方案。

“黑洞是非常難以捉摸的物體,有時它們喜歡和我們玩捉迷藏,”哈佛和史密森尼天體實體學中心的天體實體學家、該研究的主要作者法比奧帕庫奇在一份聲明中說。“光線無法逃出它們的事件視界,但它們周圍的環境可能會非常明亮——如果有足夠多的物質落入它們的引力井中。但如果黑洞沒有吸積品質,相反,它不會發光,也變得不可能被發現用我們的望遠鏡。”

黑洞很難找到,但科學家們決心找到這個黑洞

獅子座

獅子座 I* 就是這種情況:它的矮星系沒有足夠的氣體來喂養超大品質黑洞,使其處于非活動狀态并且實際上是不可見的。然而,Pacucci 和一位同僚提出,黑洞可能隻是在享受另一種飲食——也許吃得足夠讓天文學家确認它的存在。

“我們認為,圍繞黑洞遊蕩的恒星損失的少量品質可以提供觀察它所需的吸積率,”帕庫奇說。“古老的恒星變得非常大且呈紅色——我們稱它們為紅巨星。紅巨星通常會産生強風,将其品質的一小部分帶到環境中。Leo I* 周圍的空間似乎包含足夠多的這些古老恒星,足以使其成為可觀察到的。”

同樣在哈佛和史密森尼天體實體學中心工作的天體實體學家 Avi Loeb 表示,如果這項技術可行,那麼對 Leo I* 的觀測可能是開創性的。

黑洞很難找到,但科學家們決心找到這個黑洞

特别是,探測将解決另一個天文學謎團:矮星系是否擁有這些巨大品質的超大品質黑洞。(科學家估計 Leo I* 的品質可能是太陽的 300 萬倍;銀河系的黑洞Sgr A*隻大一點,是太陽品質的 400 萬倍。)

勒布在聲明中說:“這将是僅次于我們銀河系中心黑洞的第二個最接近的超大品質黑洞,品質非常相似,但其所在的星系比銀河系小一千倍。” “這一事實挑戰了我們所知道的關于星系及其中心超大品質黑洞如何共同進化的一切。​​這麼大的嬰兒最終是如何從一個苗條的父母那裡出生的?”

就銀河系和大多數大型星系中心的超大品質黑洞而言,該中心物體的品質約為其周圍恒星球體總品質的十分之一。矮星系中 Leo I* 的存在将完全偏離這個比率。

黑洞很難找到,但科學家們決心找到這個黑洞

人馬座

“就 Leo I 而言,我們預計會有一個小得多的黑洞,”勒布說。“相反,獅子座 I 似乎包含一個品質是太陽幾百萬倍的黑洞,類似于銀河系中的黑洞。這很令人興奮,因為當意外發生時,科學通常會取得最大進步。”

Pacucci 說,天文學家距離 Leo I* 成像還有很長的路要走,但他和他的團隊已經在新墨西哥州的天基錢德拉 X 射線天文台和甚大陣列(VLA) 射電望遠鏡上獲得了時間,希望揭開這個理論化的宇宙怪物。

“Leo I* 正在玩捉迷藏,但它發出的輻射太多,無法長時間不被發現,”Pacucci 說。