http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2012-12-09
天文学家观测到质量最大黑洞为太阳170亿倍(图)
这张图像所展示的是星系NGC 1277的星系盘，由哈勃空间望远镜拍摄。这个小小星系的核心隐匿着迄今所知质量最大的黑洞，其质量约相当于太阳的170亿倍。
小型星系NGC 1277是一个巨型黑洞的宿主星系，其隐藏于英仙座的星系团之中。距离地球约2.5亿光年。NGC1277位于这张图像中央位置，相比其周围的其它星系，NGC1277显得非常紧凑和平坦。这张图像于2012年11月28日首次对外发布。
新浪科技讯 北京时间12月3日消息，据美国太空网报道，科学家们表示他们近日在距离地球大约2.5亿光年的一个小型星系内部发现了一个可能是迄今已知质量最大的黑洞。这个超级黑洞的质量大约相当于170亿倍太阳质量，位于英仙座星系NGC 1277之中。这一黑洞的质量占整个星系总质量的14%，而相比之下一般星系中黑洞的质量只会占到整个星系总质量的0.1%左右。
研究小组成员，美国德克萨斯大学奥斯丁分校的卡尔·吉布哈特(Karl Gebhardt)表示：“这是一个奇特的星系，它几乎整个就是黑洞，它应当可以被归入一种新的星系-黑洞系统类别。”
研究人员表示，这个黑洞的视界范围相当于海王星轨道直径的11倍左右。根据该项研究的第一作者兰科·冯·博世(Remco van den Bosch)的说法，当时研究小组不得不额外花费一年的时间来再次确认他们的研究结果，之后才将其提交发表。
兰科是德国马克思普朗克天文研究所的一位天文学家，他告诉太空网称：“当我首次对其进行计算时，我怀疑自己是否在哪里算错了。因此我们用相同的仪器再次进行了测试，然后再使用不同的仪器再次重复检验。在这所有之后，我想，或许确实有一些与众不同的事情。”
星系演化
这项最新发现可能会对现有的星系内部巨型黑洞演化模型产生影响。天文学家们传统上认为星系核心部位的大小和其中隐匿的黑洞的大小之间存在相关。然而星系NGC 1277中所表现出的与众不同的性质让这一看法面临挑战。
星系NGC 1277内部的黑洞质量可能超出其已知最大竞争对手许多倍，之前认为的最大黑洞未经确认的质量值大约介于60亿至370亿倍太阳质量之间，大约占据其宿主星系核心区域质量的59%，所谓核心区域是指星系中央的核球部分，这个之前已知的最大星系内黑洞位于星系NGC 4486B内部。
然而兰科的小组表示他们还在星系NGC 1277附近观测到另外5个看上去非常相似的星系，这些星系的内部也有可能隐匿有相似的黑洞。兰科表示：“你总是预期能观测到一类现象中的一些样本，而这一次我们一下子发现了6个。”他说：“这是我们没有料到的，因为我们认为黑洞和星系之间会相互影响。”有关这项研究结果的论文已经发表在11月29日出版的《自然》杂志上。
黑洞巡天
兰科表示，他的小组是在一次旨在寻找“可能找到的最大质量黑洞”的巡天过程中发现这个黑洞目标的。天文学家们使用强大的集光设备——德克萨斯大学奥斯汀分校麦克唐纳天文台的豪比-艾伯雷望远镜对来自700个星系的光进行了分析。
在这场大规模巡天观测中，科学家们注意到6个星系内部的一些恒星和其它天体以异乎寻常的高速转动，速度超过每秒218英里(约合350公里)。这些星系都很小，直径不超过9784光年。这一反常现象引起了研究小组的高度关注，这种异乎寻常的速度和极小的空间区域可能暗示这里隐匿者巨型黑洞。于是研究小组调用哈勃空间望远镜有关星系NGC 1277的存档资料，并最终在其核心确认了巨型黑洞的存在。
除此之外，研究小组同时还注意到星系NGC 1277内部只存在老年恒星。这个星系内部最年轻恒星的年龄也超过了80亿年，这几乎是太阳年龄的两倍。兰科表示他非常好奇，这些巨型黑洞是否只会形成于早期宇宙中。他说：“这种现象可能只存在于大爆炸后的这段时期，在那之后便很少发生，因此这种现象可能作为一种遗迹，让我们得以一窥早期宇宙中恒星和星系形成时的情景。”(晨风)
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115亿光年外巨型黑洞爆发最强烈类星体喷流
艺术示意图：类星体SDSS J1106+1939附近，大量物质被向外抛出
新浪环球地理讯 北京时间12月3日消息，据美国国家地理网站报道，天文学家们近日观测到在115亿光年之外一个巨型黑洞正爆发出创纪录的巨量气体和尘埃物质。这一巨型黑洞的质量约相当于10~30亿倍太阳质量，隐匿于一个类星体的核心位置。所谓类星体是一种极端明亮极端活跃的星系类型，本次研究中涉及的这一类星体编号为SDSS J1106 1939。有关该项研究的论文已经发表在《天体物理学杂志》上。
纳海姆·阿雷夫(Nahum Arav)是美国弗吉尼亚理工学院的天文学家，也是该项研究的合著者，他说：“我们观测到了迄今发现的最剧烈的类星体外向流，其强度至少是之前观测到的任何类似外向流的5倍。”借助欧洲南方天文台强大的观测设备，阿雷夫和同事们得以估算出这一外向流的速度和其它属性。根据观测结果，这一外向流的物质输送量每年达400倍太阳质量。爆发发生于距离类星体本体约1000光年远处，其速度约为每小时1800万英里(约合2900万公里)。阿雷夫表示：“尽管我们对于将要观测到的现象有所预期，但是这一喷流的强度仍然让我们大吃一惊。”
而深藏这一类星体内部的巨型黑洞则是驱动这一切的发动机。据估计这里的黑洞质量约相当于银河系核心黑洞质量的1000倍，其产能效率约相当于整个银河系产能总效率的100倍左右。
对星系演化的启示
超大质量黑洞非常强大，足以吞噬整个太阳系。它们臭名昭著，因为它们时常会撕裂和吞噬周遭的恒星。然而也正是这些巨兽驱动着遥远的类星体并将物质流以极高的速度向外喷出。阿雷夫表示，这种外向喷流长久以来一直被认为在星系演化过程中起着关键性作用，然而对于这种观点在天文学界也是争议不断，主要的疑虑集中在这种外向流是否具备足够的能量来产生这种影响。而此次发现的超级外向流可以帮助揭开这一宇宙谜团，包括星系的质量与其中央黑洞质量之间存在何种相关性？以及为何宇宙当中大型星系的数量相对较少？
阿雷夫表示：“我相信此次所观测到的这一现象将成为检验多项理论的试金石，使用类星体产生的机械能量来解答有关星系和星系团形成的重要问题。”
科克·克里斯塔(Kirk Korista)是西密歇根大学天文学教授，他本人并未参与该项研究。不过他相信这项研究的结果可能尚不够成熟，该项研究的主要目标应该是对迄今所知最强大，但是了解却最少的类星体喷流开展相关研究。他说：“有关该类星体目标的绝佳光谱仪数据让我们得以突破性地对其能量规模进行定量分析，它可能是一个典型的类星体外向喷流。这对于拼凑完整的星系演化过程，以及阐明类星体在此过程中所发挥的作用当然是非常重要的一步。”(晨风)
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