360 億個(gè)太陽(yáng)：創(chuàng)紀(jì)錄的黑洞發(fā)現(xiàn)可能會(huì)達(dá)到最大

一個(gè)黑洞在宇宙深處，大約 50 億光年外，可能是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大質(zhì)量。

根據(jù)新的測(cè)量結(jié)果，星系 SDSS J1148+1930 擁有一個(gè)龐然大物，質(zhì)量約為太陽(yáng)質(zhì)量的 363 億倍。這使得黑洞的質(zhì)量非常接近實(shí)際上限。對(duì)于上下文，銀河系的中心黑洞是個(gè)小玩意兒430萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量.

這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的黑洞不再屬于超大質(zhì)量– 事物的巨獸是超巨大的。

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“這是前 10 名最大規(guī)模的黑洞有史以來(lái)發(fā)現(xiàn)的，而且很可能是最大的，”天體物理學(xué)家托馬斯·科萊特說(shuō)英國(guó)樸茨茅斯大學(xué)。

“大多數(shù)其他黑洞質(zhì)量測(cè)量都是間接的，并且具有相當(dāng)大的不確定性，因此我們真的不確定哪個(gè)最大。然而，由于我們的新方法，我們對(duì)這個(gè)黑洞的質(zhì)量有了更多的確定性。

超大質(zhì)量黑洞大于大約一百萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，被認(rèn)為潛伏在每個(gè)全尺寸星系的中心，這是銀河系中其他一切圍繞著它的引力樞紐。

從理論上講，黑洞的質(zhì)量是無(wú)限的。實(shí)際上，其他限制因素，例如增長(zhǎng)率，表明黑洞在宇宙當(dāng)前 138 億年的壽命內(nèi)可以達(dá)到的最大質(zhì)量約為500億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量.

然而，我們測(cè)試這些上限的唯一方法是找到所涉及的黑洞。這給我們帶來(lái)了地球天空中一個(gè)迷人的特征，稱為宇宙馬蹄鐵.這是一個(gè)馬蹄形的光暈，圍繞著一個(gè)中心發(fā)光的斑點(diǎn)形成弧線——這是一種罕見(jiàn)的宇宙排列的結(jié)果，稱為引力透鏡。

涂片和斑點(diǎn)這兩個(gè)組成部分中的每一個(gè)都沿著同一視線，距離不同。這個(gè)斑點(diǎn)實(shí)際上是一個(gè)質(zhì)量如此之大的星系，以至于它的引力場(chǎng)扭曲并放大了來(lái)自更遠(yuǎn)光源的光。這就是造成涂抹的原因。

我們可以學(xué)到很多關(guān)于遙遠(yuǎn)的星星和星系以這種方式放大，但在這種情況下，它是前景由巴西南里奧格蘭德聯(lián)邦大學(xué)的卡洛斯·梅洛-卡內(nèi)羅領(lǐng)導(dǎo)的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了驚人的黑洞。

“這一發(fā)現(xiàn)是針對(duì)一個(gè)'休眠'黑洞做出的——一個(gè)在觀測(cè)時(shí)沒(méi)有積極吸積物質(zhì)的黑洞，”梅洛-卡內(nèi)羅 說(shuō).“它的探測(cè)純粹依賴于其巨大的引力及其對(duì)周圍環(huán)境的影響?！?/p>

在透鏡系統(tǒng)中，透鏡的范圍揭示了引力場(chǎng)的強(qiáng)度，引力場(chǎng)的強(qiáng)度與前景物體的質(zhì)量有關(guān)。由于超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量是與星系的質(zhì)量成正比，這是計(jì)算銀河系中心黑洞質(zhì)量的一種方法。

確定靜止黑洞質(zhì)量的另一種工具涉及恒星運(yùn)動(dòng)學(xué)——星星和其他物質(zhì)旋轉(zhuǎn)的方式。軌道的長(zhǎng)期觀測(cè)例如，在銀河系的銀河系中心周圍，證實(shí)了其中黑洞的存在，并提供了其質(zhì)量的測(cè)量。

宇宙馬蹄鐵號(hào)于 2007 年被發(fā)現(xiàn)。從那時(shí)起，每隔一段時(shí)間進(jìn)行的觀測(cè)使研究人員能夠確定銀河系中心正在發(fā)揮作用的運(yùn)動(dòng)。結(jié)合對(duì)更遙遠(yuǎn)星系徑向弧的分析，結(jié)果給出了研究人員所說(shuō)的非常穩(wěn)健的測(cè)量結(jié)果。

已經(jīng)檢測(cè)到更重的黑洞，但測(cè)量結(jié)果可能不太可靠。噸-618就是一個(gè)著名的例子。它的質(zhì)量最初被認(rèn)為是大約 660 億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量;然而，這在 2019 年被下調(diào)為大約400億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量基于銀河運(yùn)動(dòng)學(xué)。

然而，讓 SDSS J1148+1930 更令人興奮的是，它是所謂的化石星系。這是一個(gè)星系的單個(gè)大塊，它曾經(jīng)是一個(gè)星系團(tuán).研究人員認(rèn)為，隨著時(shí)間的推移，星系團(tuán)中的星系——每個(gè)星系的中心都有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞——合并，它們的黑洞最終也變成了一個(gè) 360 億太陽(yáng)質(zhì)量的大黑洞。

這是關(guān)于宇宙眾多懸而未決的問(wèn)題之一的巨大線索：如何超大質(zhì)量黑洞變得如此巨大。

在宇宙馬蹄鐵中，“我們看到了星系形成的終結(jié)狀態(tài)和黑洞形成的終結(jié)狀態(tài)”。科萊特 說(shuō).

該發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)月刊.

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