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NASA中文爱好者团队■难以捉摸的中型黑洞真实存在吗？哈勃发现了它现身的最佳证据


北京联盟_本文原题：难以捉摸的中型黑洞真实存在吗？哈勃发现了它现身的最佳证据
NASA中文爱好者团队■难以捉摸的中型黑洞真实存在吗？哈勃发现了它现身的最佳证据
本文插图

这张图片描述了正在进行的“宇宙凶杀事件” 。 一个数万倍于太阳质量的黑洞 ， 用它强烈的引力撕碎了一颗倔强的恒星 ， 留下的残骸在黑洞周围形成吸积盘 。 来自过热气体盘的X射线则向天文学家发出了警报信号 ， 告知他们这个黑洞凶手的位置 ， 若非如此 ， 它会一直潜伏在黑暗之中 。 这种难以捕捉的天体被归类为中等质量黑洞 ， 因为它的质量远小于居于星系中心的怪物黑洞 。 中等质量黑洞大多是不活跃的 ， 因为它们所吸收的物质并不多 ， 而且很难被观测到 。 哈勃观测数据提供的证据表明 ， 中等质量黑洞驻扎在密集的星团中 ， 而这种星团本身可能剥离自矮星系核 。
图片来源：NASA、ESA和D. Player（空间望远镜科学研究所）
宇宙中的黑洞就像是无情的杀手 ， 而其中有一种名为中等质量黑洞（Intermediate-mass black hole ， IMBH） ， 质量介于恒星级黑洞（Stellar black hole）和超大质量黑洞（Supermassive black hole）之间 ， 一直难以被望远镜捕捉到 ， 仿佛是一个模糊的黑影杀手 。 而最近 ， 天文学家找到了中等质量黑洞存在的最佳证据：在撕裂吞噬一颗近距离的恒星时 ， 它暴露了自己的真身 。
中等质量黑洞的质量约为太阳质量的50000倍 ， 远小于处在大星系核心的超大质量黑洞（数百万或数十亿倍太阳质量） ， 但又大于由大质量恒星坍塌而成的恒星级黑洞 。
在黑洞演变的过程中 ， 中等质量黑洞是一个天文学家一直以来都在寻觅的“缺失环节” 。 尽管目前为止已经有其他可能是中等质量黑洞的超亮X射线源 ， 但研究人员认为 ， 这次的新发现是迄今为止宇宙中此类黑洞存在的最有力证据 。
在结合了两个X射线天文台强大的观测力以及美国航空航天局（NASA）哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope）敏锐的视野之后 ， 这名宇宙暗影杀手终于现出了原形 。
中等质量黑洞一直难以被我们捕捉到 ， 而最近 ， 天文学家找到了这种黑洞存在的最佳证据：在撕裂吞噬一颗近距离的恒星时 ， 它暴露了自己的真身 。 这一新发现激动人心 ， 打开了更多发现的大门 ， 提高了我们在黑暗中瞥见潜伏黑洞的可能性 ， 待恒星近距离飞越之际 ， 就是它们现真身之时 。
视频来源：NASA戈达德航天飞行中心
字幕制作：哇喳
“要找到中等质量黑洞其实是非常难的 ， 因此 ， 仔细斟酌并排除每个可能黑洞的替代解释尤为重要 。 这就是利用哈勃我们对这次新黑洞候选者所做的事 。 ”新罕布什尔大学（University of New Hampshire）的研究助理教授林大成（音译 ， Dacheng Lin）说道 。 林大成是这项研究的首席研究员 ， 相关结果发表在2020年3月31日的《天体物理学杂志快报》（Astrophysical Journal Letters）上 。
寻找中等质量黑洞的故事就像是夏洛克?福尔摩斯（Sherlock Holmes）的侦探小说 ， 涉及了抓捕罪犯所必需的细致分步案例构建 。
利用哈勃望远镜 ， 林大成团队追踪了NASA钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory）和欧洲空间局（European Space Agency ， ESA）X射线多镜空间望远镜（X-ray Multi-Mirror Mission ， XMM-Newton ， 又称X射线多镜面任务牛顿卫星）发现的线索 。 2006年 ， 这些卫星探测到了一处强大的X射线耀斑（X-ray flare） ， 但无法确定它是否起源于我们的银河系内部 。 研究人员认为 ， 这一X射线耀斑是由一颗恒星过于靠近强引力、大密度天体（如黑洞）被撕裂时所产生的 。
图片来源：NASA、ESA以及林大成（新罕布什尔大学）
中等质量黑洞非常难被发现 ， 因为它们的质量远小于超大质量黑洞 ， 活动性也很低；它们没有现成燃烧物质来源、没有强大的引力来吸引恒星 ， 也没有其他会产生X射线的宇宙材料 。 本质上来说 ， 天文学家必须在某颗恒星飞越的过程中当场捕捉中等质量黑洞 。 林大成和同事对XMM-牛顿卫星的数据档案进行了梳理 ， 查看了成千上万的观测结果 ， 终于找到了一个可能的中等质量黑洞 。


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