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天文学家在银河系中心发现隐形黑洞的迹象

发布:2018-05-15      点击:18

em使用Nobeyama无线电望远镜,天文学家小组发现了一个看不见的黑洞,其质量为银河系中心附近太阳质量的10万倍。该小组认为,这种可能的“中质量”黑洞是理解位于星系中心的超大质量黑洞诞生的关键。 / em

由日本庆应义塾大学教授Tomoharu Oka领导的天文学家团队发现了一种叫做CO-0.40-0.22的神秘气体云,距离银河系中心只有200光年。 CO-0.40-0.22与众不同之处在于其惊人的宽速度弥散:云含有速度范围很广的气体。该团队用两台射电望远镜,日本的Nobeyama 45米望远镜和智利的ASTE望远镜发现了这个神秘的特征,这两个望远镜都由日本国家天文台运营。

为了研究详细的结构,研究小组再次用Nobeyama 45-m望远镜观测CO-0.40-0.22,以获得18个分子中的21个发射谱线。结果表明,云有一个椭圆形,由两部分组成:一个密度很小的密度分量,速度分散速度非常宽,为100 km / s,密度分量为10光年,速度分散较窄。

是什么让这个速度弥散如此之广?云中没有洞。此外,X射线和红外观测并没有发现任何紧凑的物体。这些特征表明,速度弥散不是由当地的能量输入引起的,例如超新星爆炸。

该团队用强大的重力源对气体云进行了简单模拟。在模拟中,气体云首先被源头吸引,并且它们的速度在它们接近时增加,在距离物体最近的点处达到最大值。之后,云继续通过物体,速度降低。研究小组发现,在一个半径为0.3光年的区域内,使用重量为10万倍的重力源的模型最适合观测数据。 “考虑到在X射线或红外观测中没有看到致密物体的事实,”出现在“天体物理学杂志”上的论文的主要作者Oka解释说:“据我们所知,小型块体的最佳人选对象是一个黑洞。“

如果是这样的话,这是首次发现一个中等质量黑洞。天文学家已经知道两种大小的黑洞:巨大的恒星爆炸后形成的恒星质量黑洞;和在星系中心经常发现的超大质量黑洞(SMBH)。 SMBH的质量范围从数百万到太阳质量的数十亿倍。已经发现了许多SMBHs,但没有人知道SMBHs是如何形成的。一个想法是,它们是由许多中等质量黑洞的合并而形成的。但是这会产生一个问题,因为迄今为止没有发现中等质量黑洞的坚实观测证据。如果距离Sgr A *(位于银河系中心的4亿个太阳质量SMBH)仅200光年的云CO-0.40-0.22包含一个中等质量黑洞,它可能支持中质量黑洞SMBH演进的合并情景。

这些结果为利用射电望远镜寻找黑洞打开了一条新途径。最近的观察表明,有一些类似于CO-0.40-0.22的宽速度色散紧凑云。该团队建议,其中一些云可能包含黑洞。一项研究表明,银河系中有1亿个黑洞,但迄今为止X射线观测只发现了几十个。大多数黑洞可能是“黑暗的”,很难在任何波长直接看到。 “用射电望远镜研究气体运动可能会提供一种寻找黑暗黑洞的补充方法,”奥卡说。 “使用Nobeyama 45-m望远镜进行的银河系大范围调查观测以及使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)对附近星系进行的高分辨率观测有可能增加黑洞候选者的数量显着“。

观察结果发表为Oka等人。在2016年1月1日发行的“天体物理学杂志”上发表了“我们银河系中央分子区域中等质量黑洞的签名”。研究小组成员是Tomioharu Oka,Reiz Mizuno,Kodai Miura,Shunya Takekawa,都在庆应义塾大学。

本研究得到日本科学促进会(JSPS)科学研究资助(C)No. 24540236的支持。

PDF研究副本:我们银河系中央分子区中间质量黑洞的签名

来源:日本国立天文台