在银河系中漂浮的一团恒星的中心潜伏着一只野兽。
一个被称为梅西耶 4 号的球状星团距离我们约 6,000 光年，似乎聚集在一个大约是太阳质量的800倍。
这不是轻量级的，但也远非庞然大物。事实上，该物体属于罕见的中间质量范围，介于较小的质量之间黑洞和超大质量的鸡块。
到目前为止，我们对这些介于两者之间的唯一检测大多数都是间接的和不确定的，这次也不例外。
然而，它是迄今为止最好的候选者之一，并且足够接近，可以相对容易地进行后续研究。这可以帮助我们最终找到这些难以捉摸的物体之一，并解决最令人费解的黑洞之谜之一。
“科学很少是在一瞬间发现新东西，”天文学家蒂莫·普鲁斯蒂说欧洲航天局的。 “这是为了一步一步地更加确定结论，这可能是确定中等质量黑洞存在的一步。”
我们已经在宇宙中发现了大量的黑洞，但有一些非常奇怪的东西它们的质量分布。有两个不同的群体：恒星质量的黑洞，可达太阳质量的 100 倍左右；还有超大质量黑洞，它们位于星系的中心，相当于数百万到数十亿个太阳。
在这两个质量范围之间是……很多，实际上根本不是很多。这是一个很大的难题，基本上就是，为什么不呢？那里不存在中等质量黑洞吗？或者它们就在那里，只是由于某种原因我们无法检测到它们？
我们知道恒星质量黑洞是如何形成的——大质量恒星的核心塌缩，以及这些物体之间的合并。但我们不太确定超大质量黑洞的形成。它们是由较小黑洞的连续合并而成长的，还是吸收物质并膨胀的？
中等质量的黑洞可能是一个线索，表明它们可以从小规模开始，随着时间的推移逐渐变大。这肯定很有意义，但缺乏它们是这个想法的一个相当有效的障碍。
一个可能的位置这些黑洞可能潜伏在球状星团的中心。这些是极其密集、非常球形的星团，由大约 10 万到 100 万颗左右的恒星组成，它们大多是在同一时间由同一气体云形成的。之前的研究主要集中在有浓度符合中等质量黑洞。
Messier 4 是距离地球最近的球状星团。由太空望远镜科学研究所的天文学家爱德华多·维特拉尔领导的一组研究人员使用哈勃和盖亚两架强大的太空望远镜来近距离观察其中的恒星。他们追踪了星团中大约 6,000 颗恒星的运动，看看是否可以将这些运动与围绕一个小而致密的质量的轨道联系起来。
如果黑洞不积极吸积物质，我们通常看不到它们，但这些轨道将构成一个非常可靠的线索。他们的计算揭示了一些东西，其质量约为 800 个太阳质量。尽管那东西可能是什么还不清楚。
“使用最新的盖亚和哈勃数据，不可能区分恒星残骸的黑暗群体和单个较大的点状源，”维特拉尔 说。 “因此，一种可能的理论是，这个暗质量可能是一个中等大小的黑洞，而不是许多独立的小型暗物体。”
为了缩小范围，研究小组进行了建模，去除了恒星，看看这如何改变质量的形状。移除一颗移动速度特别快的恒星会将质量分散到更远的距离，正如您从一群较小的黑洞和中子星中看到的那样。进一步的建模表明，质量并没有分布在足够大的空间区域，不足以形成这样的群体。
此外，一群黑洞会非常靠近，以至于它们基本上会造成混乱。引力相互作用会让恒星飞出星团，涂抹它混乱地跨越天空。事实上，我们可能已经在以下方面看到了这一点的影响：。
“我们很有信心，我们有一个非常小的区域，其中有很多集中的质量。它比我们之前在其他球状星团中发现的最密集的暗质量小大约三倍，”维特拉尔 说。
“虽然我们不能完全肯定它是一个引力中心点，但我们可以证明它非常小。它太小了，除了它是一个黑洞之外，我们无法解释它。或者，可能存在一种我们根本不知道的恒星机制，至少在当前的物理学中是这样。”
因此，除非有新的物理学或看不见的恒星，中等质量的黑洞似乎是目前最有可能的解释。尽管如此，较小的黑洞群体仍然是一个现实的解释。研究人员建议使用哈勃和詹姆斯·韦伯太空望远镜对该星团进行进一步观测，以更好地限制星团内部恒星的运动。
研究结果发表在英国皇家天文学会每月通知。
