天文學家發現了黑洞成長的秘密條件

  斯威本理工大學的天文學家們發現了黑洞是如何成長的,該發現與以往的預料有所不同。多年來科學家們一直認為,星系中心的超級黑洞跟它們所在星系的成長速度是一致的。然而新的觀測顯示,黑洞的成長過程大為不同。

  “黑洞的成長一直比我們原以為的速度要快得多,”斯威本天體物理和超級計算中心的阿利斯特·格雷厄姆教授說。在星系內部,有各種競爭機制可以獲得其中的氣體,這些氣體要麼參與新恆星的形成,要麼填進中心的黑洞。十多年以來,主要的模型和理論為參與每個過程的氣體設定了一個不變的比例,有效地維持了黑洞質量與星系質量之比。然而,即將發表一項新研究表明:上述設定方法需要改變。

  “我們現在瞭解到:星系中恆星的質量每增加10倍,黑洞質量就會相應地增加100倍——多出許多倍,”格雷厄姆教授說,“在我們對於星系和黑洞共同演化的理解方面,該發現有著廣泛的潛在影響。”研究人員還發現:在較小的星系以及類似我們銀河系的盤狀星系中,所觀察到的恆星密集型星團卻表現出相反的情況。

黑洞

  “星系越小,這些密集型星團中恆星所佔的比例就越大,”斯威本理工大學的研究人員尼古拉斯·斯科特博士說,“在質量較小的星系中,星團中可以包含多達數百萬顆恆星,的確能夠超越黑洞而占主導地位。”以前,科學家們認為:星團佔整個星系質量的0.2%,這個百分比是恆定不變的。

  該研究好像也解開了一個由來已久的天文學之謎。質量介於一顆恆星與一百萬顆恆星之間的“中等質量”黑洞一直都是特別難以找到的。這項新研究預示著:在擁有黑洞的無數個已知星系中,儘管目前我們還不瞭解其中黑洞的質量,但是這些星系中應該包含那些失蹤的“中等質量”黑洞。“或許,這些黑洞足夠大,可以利用新一代特大型望遠鏡觀測到,”斯科特博士說。

  格雷厄姆教授稱,這些黑洞仍然能夠吞噬距離它們太近的任何恆星及其可能擁有的行星。“黑洞是有效的引力集中營和系統壓實機,跳入黑洞可能是以往許多恆星系統的命運,”格雷厄姆教授表示,“的確如此,這種宇宙跳動對於核星團轉化為巨型黑洞會起到一定的作用。”

黑洞的產生

  為了創建迄今為止最大的星系樣本庫,掌握可靠的有關星團及超級黑洞質量的測量數據,研究人員結合了哈勃太空望遠鏡、位於智利的歐洲甚大望遠鏡以及位於夏威夷的凱克望遠鏡等好幾架望遠鏡的觀測資料。




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