半人马座ω惊现中等质量黑洞!「这尺寸」真的存在

2024年7月10日,哈伯太空望远镜 在半人马座ω中发现中等质量黑洞的证据。(ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA))

距离我们约有1万5000光年的半人马座ω(Omega Centauri)又名为NGC 5139或译奥米茄星团,哈伯太空望远镜(HST)发现了「原本不该出现」的7颗恒星,在星团中心快速进行轨道绕行,揭示出一个质量约为太阳8200倍的中等质量黑洞(IMBH)存在,目前这项研究已经发表在国际权威期刊上。

据《天文学》(Astronomy)17日报导,黑洞分为3种质量类型:恒星黑洞(Stellar black hole)、中等质量黑洞(IMBH)和超大质量黑洞(SMBH)。虽然天文学家已经明确识别出恒星黑洞和超大质量黑洞,但却一直没有真正找到确切的中等质量黑洞。

然而,越来越多的证据显示出它们的存在,根据7月10日(周三)发表在《自然》期刊上,透过哈伯太空望远镜(HST)追踪长达20年的研究,研究人员巨大球状星团半人马座ω最内部区域,发现了7颗快速移动的恒星,从它们的运动轨迹中,发现了一个质量约为太阳8200倍的中等质量黑洞的存在。

在半人马座ω的1000万颗恒星中,研究人员利用哈伯太空望远镜的数据测量了约140万颗恒星的速度,这些数据来自20年间拍摄的数百张照片。有趣的是,这些照片大多只是为了校正望远镜仪器,而不是进行科学研究。

该研究的第一作者、德国马克斯·普朗克天文研究所(Max Planck Institute for Astronomy)的哈贝勒(Maximilian Häberle)和他的团队最近在新闻稿中表示,他们发现了7颗「不应该出现的」恒星。

哈贝勒指出:「它们移动得如此之快,以至于它们应该在约1000年内逃离半人马座ω并且再也不会回来——在宇宙尺度上这是一个非常短的时间。」

但它们的存在和运动显示,它们正在绕星团中心轨道绕行,而不是沿着抛离的路径移动。哈贝勒说最有可能的原因是「有一个非常巨大的天体在引力上牵引这些恒星,使它们靠近中心。」这个天体有多大?至少有8200个太阳质量。而唯一已知能够达到这种质量的宇宙天体就是中等质量黑洞。