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现有黑洞增长理论有误

时间:2019-03-22|栏目: 天文 • 物理 |点击:11

    现有黑洞增长理论有误

    墨尔本斯文本科技大学的尼古拉斯•斯科特(Nicholas Scott)博士和艾利斯特•格兰汉姆(Alister Graham)教授发现,较小的星系拥有的黑洞的尺寸远小于先前的估计。

    每一个星系的中心都拥有一个比太阳质量大百万倍,甚至十亿倍的黑洞,中心黑洞被认为是星系形成和演化不可分割的部分。天文学家至今仍旧在为理解中心黑洞和星系的关系而努力。

    斯科特和格兰汉姆综合了来自智利和夏威夷的天文台,以及哈勃望远镜的数据,建立了一个数据库,其中包含了77个星系及它们的中心特大质量黑洞的质量数据。他们通过测量靠近星系中心黑洞的恒星环绕黑洞运行的速度来确定每个中心黑洞的质量。

    矛盾所在

    现有理论认为,星系质量和中心黑洞质量之间成正比。

    “这个比率对较大的星系适用,但随着技术进步,我们用改进后的技术监测比较小的星系时,发现这个理论不适用。”斯科特说道。

    他们的论文将在《天文物理期刊》上发表。论文指出,星系的质量每减少十倍,中心黑洞的质量会减少一百倍。斯科特说:“这是一个出乎意料的结果。”

    这项研究还发现,比起较大的星系,较小的星系的中心附近有更密集的星族(stellar populations )。据斯科特所说,这也意味着在较小星系中的中心黑洞相比起在较大星系中的发展得更快。

    在星系碰撞时,黑洞通过吞并其他黑洞来壮大自己。“当大星系合并时,它们本身和中心黑洞的尺寸都会翻倍。”斯科特说道,“但是当小星系合并时,它们的中心黑洞的尺寸会翻四番,因为它们所吞食的附近的恒星密度较大。”

    中间一环

    这些发现也解决了长久以来困扰大家的问题——没有发现过质量中等的黑洞。

    数十年来,科学家们一直在寻找介于两种黑洞间的东西。这两种黑洞分别是超大恒星衰亡时产生的恒心质量级黑洞和位于星系中心的超大质量黑洞。

    “如果位于较小星系中的中心黑洞的质量比原本想象的轻,那么它们可能就是科学家们苦苦寻找的中等质量的黑洞群。”格兰汉姆说道:“中型黑洞的尺寸介于太阳的1万倍到10万倍之间,我想我们已经发现一些备选对象了。它们也许能被现在正在建造的新一代极大望远镜直接观测到。”

    原文链接:https://www.abc.net.au/science/articles/2013/01/17/3671551.htm

    (原文作者:Stuart Gary 译者:李粤华)

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