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天文学家猜测超级黑洞曾为星际“流浪者”

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核心提示:NGC1277星系中的超大质量黑洞范围巨大,比地球乃至海王星的轨道都大得多。天文学家认为这个有史以来测得的质量最大的黑洞可能是一个从某个星系逃走、又被另一个星系捕获的星际旅行者。

NGC1277星系中的超大质量黑洞范围巨大,比地球乃至海王星的轨道都大得多。

这个有史以来测得的质量最大的黑洞可能是一个从某个星系逃走、又被另一个星系捕获的星际旅行者。如果证明这一情形是正确的,那么这将是天文学家首次明确发现一个从原来的星系家园出走的黑洞。2月18日发表在arXiv.org科学网站上的一篇论文展示了这一情形。

计算机模拟的星系合并情形显示,一些超大质量的黑洞可能是流浪者。当两个星系的中心黑洞合并时会向一个方向释放出一股巨大的能量。这一能量爆发会让新形成的黑洞迅速向相反方向移动,速度往往快到足以逃离星系。

天文学家一直在望远镜拍摄的照片中搜寻逃逸黑洞的迹象,但只得到少量有争议的可能性。加拿大奎斯特大学天文学家埃琳·本宁说:“我们研究了大量天体,但没有任何发现。”

但是去年11月,英国《自然》周刊上的一篇研究结果描述了一个质量是太阳质量170亿倍的巨大黑洞,它位于2.5亿光年以外的英仙座星系团中一个看似普通、名为NGC1277的星系中心。大多数星系的中心黑洞占星系总质量的0.1%左右,而NGC1277的黑洞占星系质量的14%。

NGC1277及其黑洞看起来是如此奇异的一对组合。本宁及其同事、美国得克萨斯大学-奥斯汀校区的格雷戈里·希尔兹开始探究这两者是否是共同演变的。

他们研究了英仙座星系团的照片,还计算了天体的引力相互作用情况,试图搞清这个黑洞是否有可能是从另一个星系抛出来,后被NGC1277捕获的。

在距NGC1277大约32.5万光年的位置找到一个巨大的星系,它可以支持质量为太阳质量170亿倍的黑洞。

本宁和希尔兹提出,这个名为NGC1275的星系是一场发生在几十亿年前的星系合并的产物。合并星系中的两个黑洞各自质量都是太阳质量的100亿倍左右,它们以接近光速的速度围绕彼此旋转,然后合并。随后就出现计算机模拟的情形:合并释放的能量把新形成的黑洞抛了出去。

本宁和希尔兹指出,这个黑洞以大约每小时450万公里的速度在星系间的空间飞驰了几十亿年。它获得了一些旅伴:黑洞巨大的引力捕获了几百万颗绕轨道运行的恒星。最后,这个黑洞近距离飞过NGC1277,然后这个星系在几亿年的时间内把这个黑洞卷到星系中心。

本宁和希尔兹把这一描述提交给美国《天体物理学杂志通讯》。他们预计将会有大量的批评。哈佛-史密森天体物理学中心的理论家阿维·勒布称赞了本宁和希尔兹的创造性,但指出他们描述的每一步都在宇宙中不常发生。他说:“几个罕见的事情凑在一起是不大可能的。我认为,有可能性更大的途径来实现同样的结果。”

题:逃逸黑洞的新家(记者安德鲁·格兰特)

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