科学家发现介乎于恒星级黑洞与星系级黑洞的中等质量的黑洞

黑洞并非宇宙中的罕见天体,虽然天文学家们还没有真正目睹过它们的真面目,但是通过它们对其他一些星体等事物的影响,仍然可以发现它们大量存在,单在银河系中,黑洞的数量可能就不下于1亿个。

但是这些黑洞绝大多数都是恒星级黑洞,也就是说它们的质量和恒星相差不大,通常都在太阳质量的3~100倍之间,其史瓦西半径也不会超过50公里。通常都是超过太阳质量30倍的恒星经过末期的超新星爆发形成的。

不过银河系中也有一个黑洞中的庞然大物,他就是银河系的中心黑洞人马座a*了,那是一颗星系级黑洞,其质量相当于太阳质量的431万倍,直径达到了5000万公里,是银河系中任何黑洞都无法与之相比的。

恒星级黑洞有很多,而宇宙中的星系中心大都有一颗星系级黑洞,所以星系级黑洞也不少见,那么有没有介乎于两者之间的中等质量的黑洞呢?

天文学家们一般认为中等质量的黑洞质量在太阳的100到10万倍之间,不过一直以来天文学家们都对这样的黑洞少有发现,也是因为这样的黑洞的确十分稀少。恒星级黑洞大都是由大质量恒星发生超新星爆发形成的,大质量恒星数量众多,所以形成的这类黑洞也不少。宇宙中星系的数量也很多,所以星系级黑洞也不少,这类黑洞主要形成于宇宙诞生之初,是宇宙局部密度过高的区域直接形成的原生黑洞,其质量通常都较大,可以吸附大量的物质围绕它运行,因此可以形成规模庞大的星系。

介乎于两者之间的中等质量的黑洞一般认为大都形成于宇宙之初,它们和星系级黑洞一起形成,只是由于后来吸收的物质不多,没有转变成大型黑洞;但是另外也有一种可能是由多颗恒星级黑洞合并而成的,不过合并成的中等质量黑洞并不多,因为多颗黑洞的合并需要历时很长时间,超过太阳质量的100倍并不容易。

科学家对于中等质量黑洞的认定,以前只确认了三个候选者,一个黑洞位于3亿光年外,另一个位于M82星系中,还有一个位于NGC 2276星系中,它距离我们大约1亿光年,其内部黑洞被命名为NGC-2276-3c,射电望远镜观测发现其喷射流长达6光年,射电辐射作用距离可达到2000光年,被认为这是一个5万倍左右太阳质量的中型黑洞发出的。

上述被发现的中等质量黑洞距离我们都比较遥远,不过近日有日本天文学家利用位于智利的阿塔卡马大毫米阵列(ALMA)观察到银河系中的47 Tucanae星团中的恒星引力现象,暗示有黑洞将某颗恒星撕成了碎片,并产生了巨型耀斑,认为有某个‘大而无形’的东西正在周围搅动。

这实际上说明这里很可能暗藏着一颗黑洞,这个刚被发现的黑洞质量约为太阳质量的3万倍,却位于一个被太阳体积小得多的区域中,说明它很可能是一个中等质量的黑洞,这也将是首次在银河系中发现中等质量黑洞。

研究者们还发现这个黑洞距离银河系中心黑洞人马座a*只有20光年左右,所以将来它很可能会和人马座a*合并,或者说它将被人马座a*吞噬掉,这也证明了先前天文学家们认为的中等质量黑洞会参与到较大质量黑洞的形成中。