天文学家在银河系中心附近发现了气体云的异常运动,他们可能为寻找最难以捉摸的物种指明了道路。,根据一项新的研究。在很长一段时间里,我们甚至不确定这些类型是否存在过。
跟踪银河系中部气体的研究人员得出结论,这些云正在围绕一个质量为太阳 10,000 倍的物体运行,然而,当他们观察该物体应该在的位置时,却发现什么也没有。
最明显的解释是一个静止的黑洞,它不活跃地进食,因此不发射可检测到的辐射。
研究人员表示,这是银河系中心第五个此类候选者,越来越多的证据表明不仅存在中等质量黑洞,而且它们在银河系中心也很丰富。
中等质量黑洞正是它们听起来的样子。我们知道恒星质量黑洞,其质量高达太阳的 100 倍。我们在此质量范围内检测到的最大黑洞是 62 个太阳质量,由两个黑洞合并而成事件GW150914。
我们也知道超大质量黑洞是存在的,就像那些为星系提供动力的东西。它们的起始质量约为 100,000 个太阳质量,但它们可以变得几乎难以理解的巨大,通过我们尚未发现的方式。
位于它们之间的一类——质量在 1,000 到 100,000 个太阳质量之间——被称为中等质量黑洞。他们仍然非常难以捉摸。这就提出了诸如“它们存在吗?”之类的问题。以及“如果它们不存在,为什么?” “如果它们确实存在,为什么我们找不到它们?”
因为黑洞不发射任何物质可检测辐射科学家们必须在自己的研究中发挥创造力。他们不是寻找黑洞,而是寻找黑洞对附近空间中其他物体的影响。
日本国家天文台的天体物理学家竹川俊也及其同事一直在研究银河系中心高速气体云的运动,以帮助回答这些问题。
他们的论文已被接受天体物理学杂志,并且可在预印本服务器上获取arXiv。
此前,他们使用气体追踪方法来识别中等质量黑洞候选者大约为 32,000 个太阳质量,这将产生事件视界 - 黑洞周围空间的球形区域,光无法逃逸 -大约有木星那么大。
现在,他们已将其应用于名为 HCN-0.085-0.094 的高速气体云。它主要由三个较小的团块组成;其中一个团块似乎正在围绕黑洞旋转,但并未被黑洞吸积。
“三个团块之一具有环状结构,速度梯度非常陡,”研究人员在论文中写道。
“这种运动学结构表明围绕质量为 ∼10 的点状物体的轨道4太阳质量。没有恒星对应物表明这个点状物体可能是一个静止的黑洞。”
为了方便比较,在该质量范围内,黑洞的事件视界将比或海王星。
行为奇怪的气体和尘埃团并不是寻找中等质量黑洞的唯一方法。
在其他候选观测结果中,有一颗恒星以令人难以置信的速度从银河系中心沿着轨道进入星系际空间。分析表明中等质量的黑洞最有可能为该恒星提供达到如此速度所需的平底船。
2003 年开始,还出现了一次巨大的多波长辐射耀斑,并在十年内逐渐平息。这光子的分布表明它是一个中等质量的黑洞,几万个太阳质量。
新发布的后续观察分析支持这一点,使其成为迄今为止最好的候选者之一,但它距离我们 7.4 亿光年。银河系中心更近,这意味着如果我们在那里发现任何中等质量的黑洞,它们可能更容易研究。
这可以帮助我们弄清楚这样的问题:它们是如何形成的?超大质量黑洞是如何形成的?普查可以帮助我们了解中等质量黑洞的常见或罕见程度,以及它们在星系中的分布情况。
到目前为止,研究结果表明,观察银河系中心的旋转气体是寻找中等质量黑洞候选者的可靠方法;但我们还没有确定其中之一。留意这个空间。
该研究已被接受天体物理学杂志,并且可用于arXiv。