【宇宙風暴】7800光年外,一群黑洞大集結!球狀星團中心有怪事發生

天空之城 2021/02/19 檢舉 我要評論
 

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文/天空之城

 

在一項新研究中,天文學家意外地發現,一大群黑洞竟然齊聚一堂,集結於球狀星團NGC 6397中心區域。

NGC 6397是距離地球最近的球狀星團之一,大約位於7800光年外。這個球狀星團極其古老,幾乎與宇宙同壽,中心區域的恒星分佈也非常密集,屬於核心坍縮型星團。

一開始,天文學家認為NGC 6397中心可能潛伏著一個傳說中的中等質量黑洞。

我們知道,恒星級黑洞和超大質量黑洞是宇宙中最常見的兩種黑洞。前者由大質量恒星演化至生命末期內核坍縮形成,質量一般是太陽質量的數十倍;後者則潛伏在星系中心,質量可達太陽質量數百萬甚至數百億倍。在理論上,宇宙中還存在質量介於兩者之間的黑洞,即所謂的中等質量黑洞。

只不過,我們迄今為止也未曾找到中等質量黑洞存在的確切證據,只是發現了個別潛在候選。一些天文學家認為,球狀星團中心很可能是中等質量黑洞的藏身之地,以至於大量恒星緊密聚集於此。

有意思的是,球狀星團NGC 6397卻給了我們一個出乎意料的結果。

巴黎天體物理研究所(IAP)的天文學家愛德華多·維特拉爾(Eduardo Vitral)介紹道:「強有力的證據表明,球狀星團NGC 6397密集的中心區域,存在一部分看不見的質量。但我們驚訝地發現,這個額外質量並不是點狀的,而是散佈在大小相當於球狀星團百分之幾的范圍內。」

為了探知這部分難以捉摸的質量,維特拉爾和IAP的同事加里·馬蒙(Gary Mamon),通過分析哈勃太空望遠鏡和蓋亞衛星的觀測資料,對球狀星團NGC 6397中心區域恒星的運動情況進行了詳細研究。

結果表明,這裡的恒星的運動軌道幾乎是隨機的,並不是有序地環繞著一個共同中心運轉。結合恒星演化理論,研究人員推斷,球狀星團NGC 6397中心區域的額外質量可能主要來自一大群恒星級黑洞。

在漫長的時間裡,星團中很多大質量恒星消逝,並坍縮成黑洞。其中一些黑洞,通過與附近質量較小的恒星發生引力相互作用,逐漸下沉到星系中心。據估計,球狀星團NGC 6397中心至少集結了20個恒星級黑洞。

天文學家還意識到,一大群黑洞聚集在這裡,可能增加黑洞碰撞與併合的可能性,從而撥弄出時空的漣漪——引力波。

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