
黑洞扭曲周围时空的艺术印象。图片来源:ESA/Hubble、数字化巡天、Nick Risinger (skysurvey.org)、N. Bartmann
阿贝尔1201星团的中心有一个巨大的椭圆星系,其中心有一个超大质量黑洞。之前的分析表明该物体很大——比大多数已知的黑洞还要大。最新的一个将其列为宇宙中最大的天体之一,比某些星系还要大。它的质量估计为太阳的 320 亿(正负两倍)倍。
很难将其置于上下文中。小麦哲伦星云是银河系最大的卫星星系之一,其质量为65亿太阳质量。那个单一黑洞的重量是它的五倍。
“这个特殊的黑洞质量大约是太阳质量的 300 亿倍,是迄今为止检测到的最大黑洞之一,并且达到了我们认为黑洞理论上可以达到的上限,因此这是一个非常令人兴奋的发现,”主要作者、杜伦大学物理系詹姆斯·南丁格尔博士在一份报告中表示陈述。
观察黑洞并不容易。它们被称为“黑色”并不是用词不当——没有任何东西能逃脱它们,甚至是光,所以研究人员必须观察它们周围发生的事情。有可能看到来自小星系合并的引力波,或者来自它们周围最近区域的无线电波,就像银河系中的情况一样。如果它们正在积极进食,就可以被发现,因为它们令人难以置信的引力可以将物质加热到足以在 X 射线中发光的程度。
这里使用的方法有所不同。研究人员正在模拟引力透镜产生的效应,即星系或星系团等大质量物体如何扭曲时空。这种扭曲可以放大背景物体,对于研究很远的物体非常有用,例如最遥远的单星系统。
黑洞也是非常好的引力透镜,这项工作模拟了大质量星系内不同大小的超大质量黑洞。研究小组提取了它们如何弯曲光线,并发现他们的带有巨大超大质量黑洞的模型与哈勃太空望远镜对距离地球 27 亿光年的阿贝尔 1201 的观测相匹配。
南丁格尔博士补充道:“我们所知道的大多数最大黑洞都处于活跃状态,靠近黑洞的物质会升温并以光、X射线和其他辐射的形式释放能量。” “然而,引力透镜使得研究不活跃的黑洞成为可能,这在遥远的星系中目前是不可能的。这种方法可以让我们探测到本地宇宙之外更多的黑洞,并揭示这些奇异物体在宇宙时间里是如何演化的。”
该研究发表在英国皇家天文学会每月通知。