狩猎在邻近星系中离地球第二近的怪物黑洞上

By Robert Lea

2022/12/1

Science & Astronomy

如果科学家们是对的，他们将有一些要更新的理论。

一幅微弱的银河系伴星系狮子座I的图像，它可能隐藏一个怪物的超大质量黑洞。(Image credit: Scott Anttila Anttler)

天文学家可能最终有一种来狩猎一个他们怀疑潜伏在隔壁矮星系中一个怪物的超大质量黑洞的办法。

这个庞然大物将是对地球第二最近的超大质量黑洞，在银河系心脏的射手座*（Sgr*）之后，在它的邻近伙伴星系狮子座I中叫狮子座I*的超大质量黑洞于2021年被首次提出，当时天文学家注意到了恒星随它们走近矮星系的心脏加速着。虽然这是有益于一个超大质量黑洞的好证据，但天文学家沮丧的不能够获得一个从狮子座I*发射的直接图像来证明它的存在。现在，两名研究人员已经提出了一个解决方案。

哈佛大学和史密森天体物理中心的天体物理学家该研究的主要作者法比奥·帕库奇在一份声明中说，“黑洞是非常难以捉摸的天体，有时它们喜欢和我们玩捉迷藏，光线不能逃脱它们的事件地平线，但围绕它们的环境能是极端的明亮------如果足够的物质落入它们的引力井。但如果一个黑洞不是正在吸积质量，相反它不发射光并变得用我们的望远镜来发现不可能的”。

这是狮子座I*的情况：它的矮星系没有足够的气体来喂养超大质量黑洞，留下它不活跃的并效果上不可见的。然而，帕库奇和他的一位同事提出黑洞可能只是正在享受着一种替代饮食------也许吃得足够让天文学家来确认它的存在。

帕库奇说，“我们提出从在黑洞周围徘徊的恒星损失的少量质量可以提供来观测它需要的吸积率，老恒星变得非常大和红色------我们称之为红巨星。红巨星典型的有携带它们质量的一小部分到环境中的强风。围绕狮子座I*的空间似乎包含足够多的这些古老的恒星来使它可观测的”。

按照也在哈佛大学史密森天体物理中心的天体物理学家阿维娄埃布，如果这项技术起作用狮子座I*的观测可能是开创性的。

特别是，一次探测将解决另一个天文谜团：是否矮星系毕竟拥有这些巨大质量的超大质量黑洞。（科学家估计狮子座I*的质量可能是在比太阳更大质量300万倍的数量级上；银河系的黑洞射手座 A*只稍更大一点，质量是太阳的400万倍）。

娄埃布在声明中说 ，“它将是仅次于在我们星系中心的超大质量黑洞的黑洞，有一个非常相似的质量，但被一个比银河系质量更小一千倍的星系宿主。这一事实挑战我们知道的关于星系及它们的中心超大质量黑洞怎样共同演化的一切。这样一个过尺寸的婴儿怎样终结在被一个苗条的父母诞生呢？”

以银河系和在大多数大型星系中心的超大质量黑洞的情况下，这个中心天体包含围绕它恒星球的总质量的10分之一。矮星系中狮子座I*的存在将从根本上偏离这个比例。

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娄埃布说，“在狮子座I*的情况下，我们会期望一个远更小的黑洞，相反，狮子座I*似乎包含一个质量是太阳质量的几百万倍的黑洞，相似与被银河系宿主的。这是令人兴奋的，因为科学通常当意想不到的发生时进步最大”。

帕库奇说，天文学家离成像狮子座I*还有一段很长的路要走，但他和他的团队已经获得了基于太空的钱德拉x射线天文台和新墨西哥州的超大阵列（VLA）射电望远镜上的时间，希望发现这个理论化的宇宙怪物。

帕库奇说，“狮子座I*正在玩捉迷藏，但它发射太多仍然长时间不被探测到的辐射“。

周一（11月28日）发表在《天体物理学杂志快报》上的一篇论文描述了该团队的研究成果。