撰文：本·特纳                  2024年7月26日

艺术家对黑洞的印象。（图片：Daniëlle Futselaar）

天文学家发现了一个罕见的，“缺失环节”黑洞，它就潜伏在我们银河系的中心。

IRS 13星团长期以来一直是天文学家的难题。该星团距离人马座a*超大质量黑洞所在的银河系中心，仅十分之一光年。靠近巨大黑洞的强大引力意味着，它不应该有太多的结构。

但经过调查，研究人员发现，该星团中炽热的大质量恒星正在有序地移动。7月18日发表在《天体物理学杂志》上的一项研究概述了他们的解释，即恒星是由一个与射手座a*相互作用的、难以捉摸的黑洞锚定的。

 “自从大约二十年前被发现以来，这个迷人的星团一直让科学界感到惊讶，”主要作者、德国科隆大学的天文学家佛罗莱恩.佩斯科在一份声明中说。“起初，它被认为是一颗异常重的恒星。然而，有了高分辨率的数据，我们现在可以确认，其中心有一个中等质量的黑洞组成。”

黑洞诞生于巨星的坍塌，并通过吞噬气体、尘埃、恒星和其他黑洞而成长。目前，已知的黑洞一般分为两大类:恒星质量的黑洞，其质量从几倍到几十倍于太阳；超大质量的黑洞，其质量从几百万到500亿倍于太阳质量。

中等质量黑洞——理论上是太阳质量的100到100000倍——是宇宙中最难以捉摸的黑洞。虽然科学家们已经发现了几个有希望的候选者的证据，但还没有明确证实存在中等质量黑洞。

这给天文学家带来了一个难题。如果黑洞通过无休止的吞噬狂潮，从恒星尺寸发展到超大质量大小，那么在它们尴尬的青少年阶段缺乏对黑洞的证实，这表明我们对宇宙怪物的理解存在更大的漏洞。

为了研究IRS 13的结构，天文学家使用甚大望远镜，阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列和钱德拉X射线太空望远镜进行了观测，并将其添加到星团的数学模型中。

恒星的运动指向星团中心，一个看似未被占用的空间，但当研究人员仔细观察这个空间时，他们检测到来自电离气体环的X射线束——这是黑洞吸积盘的明显证据。轨道计算显示，一个质量为太阳3万倍的黑洞可能占据了这个区域：一个中等黑洞。

在探测到迷你黑洞候选者后，天文学家希望利用詹姆斯·韦伯太空望远镜，和超大望远镜（目前正在智利阿塔卡马沙漠建造）进行后续观测。这些不仅将阐明星团的奇怪行为，还将提供对迷你黑洞，及其巨大表亲如何运作的关键奥秘的见解。