能裝24億顆太陽的超巨黑洞不見了!科學家耗費5年搜索找到答案

天空之城 2021/01/02 檢舉 我要評論
 

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文/天空之城

 

一般情況下,在星系的中心都有超大質量黑洞的存在,比如銀河系中心就有一個400多萬倍太陽質量的黑洞,雖然質量不算大,但也代表了黑洞界的一員。近日,天文學家經過多年的觀測,確定在Abell 2261星系團中心的大橢圓星系內部不存在超大質量黑洞。

圖片解讀:Abell 2261星系團

根據NASA哈勃太空望遠鏡和日本斯巴魯望遠鏡提供的光學資料,NASA錢德拉X射線天文臺的圖像,確定了這個現象的存在。Abell 2261星系團距離地球大約27億光年,非常遙遠,星系團中心的大星系內本應該擁有一個質量達到30億至100億倍太陽質量的黑洞,但到目前為止,這個黑洞一直處於隱身狀態。

根據錢德拉X射線天文臺的資料,該天文臺曾經花費5年的時間收集從Abell 2261星系團中心的大橢圓星系輻射出的X射線資料,但是都沒有發現可疑線索。監測X射線資料在於探測黑洞是否存在,因為當物質落入黑洞時,會釋放X射線,如果X射線值越高,說明物質在黑洞周圍旋轉的速度越快,加熱的溫度越高。

圖片解讀:錢德拉X射線天文臺

錢德拉X射線天文臺在2018年又進行了觀測,試圖對這個大橢圓星系進行X射線背景重建,科學家試圖找出黑洞的位置,以及其可能存在的地方。因為科學家懷疑,這個黑洞如果再不現身,那麼其有可能被踢出了星系。

當黑洞與其他大質量天體發生碰撞之後,會形成引力波,正常情況下引力波在星系四周擴散呈現出對稱的結構,如果沒有對稱結構,說明星系中心不存在黑洞。反而說明黑洞可能因為合併時形成的強大時空漣漪導致「反殺」,將自己推離了星系。隨著時間的流逝,這個黑洞最終會離開星系,進入宇宙深空中,變成一個孤獨的黑洞。

圖片解讀:黑洞合併的想像圖

從理論上說這個現象是存在的,但是我們仍然沒有觀測到實例。Abell 2261星系團中心的大橢圓星系黑洞缺失有可能是這個理論的第一個案例,在此之前,科學家觀測到多個小黑洞合併,但還沒有觀測到超大質量黑洞被「反殺」的現象。

根據哈勃太空望遠鏡和斯巴魯望遠鏡的觀測資料,Abell 2261星系團中心的大橢圓星系核心結構非常小,比我們預期的要小得多,最密集的恒星形成區距離星系中心距離達到2000光年,這是非常遙遠的距離。進一步說明了星系中心是空的結論。

 

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