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文章來(lái)自：博科園官網(wǎng)

天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個(gè)難以捉摸的“中等質(zhì)量”黑洞，這個(gè)黑洞撕碎了一顆距離太近的任性恒星，而暴露了它的存在。這個(gè)黑洞質(zhì)量大約是太陽(yáng)質(zhì)量的5萬(wàn)倍，比位于大型星系核心的超大質(zhì)量黑洞要?。ㄙ|(zhì)量為數(shù)百萬(wàn)或數(shù)十億倍太陽(yáng)質(zhì)量），但比大質(zhì)量恒星坍塌形成的恒星質(zhì)量黑洞要大。這些中等質(zhì)量黑洞（IMBH）是黑洞演化過(guò)程中長(zhǎng)期尋找的“缺失環(huán)節(jié)”。

雖然已經(jīng)有一些其他的中等質(zhì)量黑洞候選者，但研究人員認(rèn)為這些新的觀測(cè)結(jié)果，是宇宙中中型黑洞迄今最有力的證據(jù)。這需要兩個(gè)X射線天文臺(tái)的聯(lián)合力量和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的敏銳視野才能確定這只宇宙野獸。該研究的首席研究員、新漢普郡大學(xué)的林大成(Dacheng Lin)表示：中等質(zhì)量黑洞是非常難以捉摸的天體，因此仔細(xì)研究并排除每個(gè)候選的替代解釋至關(guān)重要。

其研究成果發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上，這一發(fā)現(xiàn)的故事，讀起來(lái)就像夏洛克·福爾摩斯的故事，涉及到抓獲罪犯所需的一步步細(xì)致立案過(guò)程。研究團(tuán)隊(duì)利用哈勃望遠(yuǎn)鏡跟蹤美國(guó)宇航局錢德拉X射線天文臺(tái)和歐空局XMM-牛頓衛(wèi)星的線索。2006年，這些衛(wèi)星探測(cè)到了一次強(qiáng)大的X射線耀斑，但他們無(wú)法確定它是來(lái)自銀河系內(nèi)部還是外部。研究人員將其歸因于一顆恒星在太靠近引力強(qiáng)大的致密物體（如黑洞）后被撕裂。

令人驚訝的是，這個(gè)名為3XMM J215022.4？055108的X射線源并沒(méi)有位于星系中心，因?yàn)樾窍低ǔ?huì)有大質(zhì)量黑洞。這增加了人們對(duì)中等質(zhì)量黑洞是罪魁禍?zhǔn)椎南Ｍ?，但首先必須排除另一個(gè)可能的X射線耀斑來(lái)源：我們銀河系中的一顆中子星，在加熱到非常高的溫度后冷卻，中子星是超新星爆炸恒星的殘骸。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)X射線源以確定其精確位置、深度、高分辨率成像提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，表明X射線不是來(lái)自我們的銀河系。

而是來(lái)自另一個(gè)星系外圍一個(gè)遙遠(yuǎn)、密集的星團(tuán)，這正是天文學(xué)家預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)現(xiàn)中等質(zhì)量黑洞的地方。哈勃望遠(yuǎn)鏡先前的研究表明，星系中心的黑洞質(zhì)量與宿主星系中心凸起成正比。換句話說(shuō)，星系的質(zhì)量越大，其黑洞的質(zhì)量也就越大。因此，3XMM J215022.4？055108所在的星團(tuán)可能是一個(gè)質(zhì)量較低的矮星系的核心，該星系由于與當(dāng)前較大星系宿主的密切相互作用而受到重力和潮汐干擾。

中等質(zhì)量黑洞一直特別難找到，因?yàn)樗鼈儽瘸筚|(zhì)量黑洞更小，也不那么活躍；它們沒(méi)有現(xiàn)成的燃料來(lái)源，也沒(méi)有那么強(qiáng)的引力來(lái)吸引恒星和其他宇宙物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生明顯的X射線光芒。天文學(xué)家基本上必須在吞噬恒星的過(guò)程中當(dāng)場(chǎng)“抓住”中等質(zhì)量黑洞。

研究人員梳理了XMM-牛頓衛(wèi)星數(shù)據(jù)檔案，搜索了數(shù)十萬(wàn)個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)，終于找到了一個(gè)中等質(zhì)量黑洞候選者。這顆被撕碎的恒星，發(fā)出的X射線光芒使天文學(xué)家能夠估計(jì)出這個(gè)黑洞的質(zhì)量為5萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。

根據(jù)X射線光度和光譜形狀估計(jì)了中等質(zhì)量黑洞的質(zhì)量，這比單獨(dú)使用X射線光度要可靠得多，就像以前的中等質(zhì)量黑洞候選通常所做的那樣，之所以能用光譜擬合來(lái)估算中等質(zhì)量黑洞質(zhì)量，是因?yàn)樗墓庾V演化表明它一直處于熱光譜狀態(tài)，這種狀態(tài)在恒星質(zhì)量黑洞吸積過(guò)程中很常見(jiàn)，也很容易被理解。這個(gè)天體并不是第一個(gè)被認(rèn)為可能是中等質(zhì)量黑洞的候選者。

2009年哈勃太空望遠(yuǎn)鏡與美國(guó)宇航局的斯威夫特天文臺(tái)和歐洲航天局xmm-衛(wèi)星合作，確定了位于星系eso 243-49邊緣被解釋為imbh的物體，稱為hlx-1。它也位于一個(gè)年輕大質(zhì)量藍(lán)色星團(tuán)的中心，這個(gè)星團(tuán)可能是一個(gè)矮星系核心，X射線來(lái)自黑洞周圍的熱吸積盤。

主要的不同之處在于，新發(fā)現(xiàn)的這個(gè)中等質(zhì)量黑洞正在撕裂一顆恒星，這為它是一個(gè)大質(zhì)量黑洞提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，包括HLX-1在內(nèi)的之前的候選者，而不是像人們經(jīng)常擔(dān)心的那樣，它是一個(gè)恒星質(zhì)量黑洞。