。 它们曾经是理论性的,直到第一个被发现并确认回到20世纪末。 现在,天文学家在各处都发现了它们。 我们甚至拥有两个黑洞的直接射电图像:一个位于 M87,另一个位于银河系中心的人马座 A*。
那么,我们对他们了解多少? 很多。 但是,还有更多事情需要了解。
一组天文学家利用钱德拉 X 射线天文台的数据对中心超大质量有了惊人的发现在嵌入遥远星系团的类星体中。 他们的发现为超大质量黑洞的起源和演化提供了线索。
黑洞的双因素识别
如果你要研究黑洞,尤其是超大质量黑洞,就会面临很多挑战。 事实证明,每个大星系的中心都有一个巨大的黑洞。 因此,尽可能多地了解它们非常重要。 这些宇宙庞然大物包含数百万甚至数十亿太阳质量。
它们有很强的引力吗? 没有任何东西,甚至光,都逃不过他们的魔爪。 这会影响我们观察它们及其附近区域的能力。
目前还不太清楚的一件事是:这些怪物是如何形成和进化的?
答案部分在于它们的两个特征。 “每个黑洞都可以用两个数字来定义:它的自旋和它的质量,”说英国剑桥大学天文学研究所 (IoA) 的 Julia Sisk-Reynes 领导了一项研究超大质量黑洞的新研究距我们约36亿年。
“虽然这听起来相当简单,但事实证明,计算出大多数黑洞的这些值非常困难。”
用 X 射线拍摄黑洞
测量质量很困难,尽管有办法做到这一点。测量旋转是一个真正的挑战。 为了了解有关巨型黑洞的更多信息,Sisk-Reynes 和合作者使用了钱德拉 X 射线天文台的数据。
他们研究了对类星体H1821+643中央超大质量黑洞引擎的观测,并可能得到它的自转速率。 它的质量是太阳的300亿倍。 (相比之下,银河系中央超大质量黑洞的质量只有大约 400 万个太阳质量。)
为什么要进行 X 光检查? 旋转的黑洞会拖曳周围的空间,并使物质的轨道比非旋转的黑洞更靠近它。 X射线数据显示黑洞旋转的速度。
对 H1821+643 光谱的研究表明,与其他以接近光速旋转的质量较小的黑洞相比,它的黑洞旋转速度很奇怪。 类星体黑洞的较慢速度让团队感到惊讶。
“我们发现 H1821+643 中的黑洞的旋转速度大约是大多数质量在 100 万到 1000 万个太阳之间的黑洞的一半。”说天文学家克里斯托弗·雷诺兹(Christopher Reynolds)(也是天文学研究所的)。 他是报告钱德拉测量结果的论文的合著者。 “价值百万美元的问题是:为什么?”
黑洞:起源与演化
合著者詹姆斯·马修斯(同样在天文学研究所)表示,H1821+643 的历史可能是理解其较慢自转速度的关键。
他认为,像 H1821+643 这样的超大质量黑洞很可能是在星系碰撞过程中与其他黑洞合并而形成的。
众所周知,随着时间的推移,星系碰撞会形成更大的星系,因此这些相同的活动(包括矮星系的碰撞)公平游戏作为可能的因素。
也有可能这个黑洞的外盘在碰撞中被破坏,在事件过程中向随机方向喷出气体。
这些活动会影响黑洞的自转速度吗? 减慢速度,甚至将其扭转到一个全新的方向。 这意味着此类黑洞可能会显示出一系列自转速率,具体取决于它们最近的历史。
马修斯说:“这个超大质量物体的适度旋转可能证明了宇宙最大黑洞的暴力、混乱的历史。”说。
“它还可能让我们深入了解未来数十亿年后,当银河系与仙女座星系和其他星系相撞时,我们星系的超大质量黑洞会发生什么。”