哈勃发现半人马座欧米茄星存在罕见黑洞的证据

一个国际天文学家团队利用美国宇航局/欧洲航天局哈勃太空望远镜20年来拍摄的500多张图像，探测到半人马座欧米茄星团(天空中最大、最亮的球状星团)最内层区域中有七颗快速移动的恒星。这些恒星为存在中等质量黑洞提供了令人信服的新证据。

中等质量黑洞(IMBH)是黑洞演化过程中长期寻找的“缺失环节”。迄今为止，只发现了少数其他中等质量黑洞候选体。大多数已知黑洞要么质量极大，如位于大型星系核心的超大质量黑洞，要么质量相对较轻，质量不到太阳的100倍。

黑洞是人类已知的最极端环境之一，因此它们是物理定律和我们对宇宙运作方式理解的试验场。如果中等质量黑洞存在，它们有多常见?超大质量黑洞是从中等质量黑洞中生长出来的吗?中等质量黑洞本身是如何形成的?密集的星团是它们最喜欢的家园吗?

半人马座欧米茄星团在地球上用肉眼就可以看到，是南半球观星者最喜欢的天体之一。虽然该星团距离我们17,000光年，位于银河系平面的正上方，但从黑暗的乡村地区看，它看起来几乎和满月一样大。

随着我们研究半人马座欧米茄星的能力不断提高，它的确切分类也随着时间的推移而演变。近2000年前，它首次被列入托勒密星表，当时是一颗单星。埃德蒙·哈雷于1677年报告说它是星云，19世纪30年代，英国天文学家约翰·赫歇尔首次将其识别为球状星团。

球状星团通常由多达100万颗老恒星组成，它们在引力的作用下紧密结合在一起，位于许多星系的边缘和中心区域，包括我们自己的星系。半人马座欧米茄星团有几个与其他球状星团不同的特点：它的旋转速度比普通球状星团快，形状非常扁平。此外，半人马座欧米茄星团的质量大约是其他大型球状星团的10倍，几乎与一个小星系一样大。

半人马座欧米茄星团由大约1000万颗受引力束缚的恒星组成。一个国际团队现已创建了一份有关这些恒星运动的庞大目录，通过研究该星团的500多张哈勃图像，测量了140万颗恒星的速度。

这些观测结果大部分是为了校准哈勃的仪器，而不是用于科学研究，但它们却成为该团队研究工作的理想数据库。这份详尽的星团目录是迄今为止任何星团中最大的运动目录，将向公众开放。它即将在《天体物理学杂志》上发表，本文目前可在arXiv预印本服务器上找到。

“我们发现了七颗不应该在那里的恒星，”领导此次调查的德国马克斯·普朗克天文研究所的马克西米利安·哈伯勒解释说。“它们移动的速度如此之快，以至于它们应该逃离星团，永远不会回来。”

“最有可能的解释是，一个非常大的物体在引力作用下牵引着这些恒星，使它们靠近中心。唯一能有如此大质量的物体是黑洞，其质量至少是太阳的8200倍。”

有几项研究表明半人马座欧米茄星中存在中等质量黑洞。然而，其他研究提出，其质量可能来自中心的恒星质量黑洞群，并认为缺乏以必要逃逸速度以上快速移动的恒星，因此中等质量黑洞形成的可能性较小。

“这一发现是迄今为止半人马座欧米伽黑洞存在最直接的证据，”该研究的发起人、马克斯·普朗克天文研究所的团队负责人纳丁·纽迈耶补充道。“这令人兴奋，因为目前已知的类似质量的黑洞非常少。半人马座欧米伽黑洞可能是我们宇宙邻近地区中存在中等质量黑洞的最佳例子。”

如果得到证实，该候选黑洞距离地球17,000光年，比距离地球26,000光年的银河系中心430万太阳质量黑洞更近。除了银河系中心外，它也是已知的唯一一个多颗恒星紧密结合大质量黑洞的例子。

科学团队现在希望对黑洞进行特征描述。虽然据信它的质量至少为8,200个太阳，但其确切质量和精确位置尚不完全清楚。该团队还打算研究快速移动恒星的轨道，这需要对各自的视线速度进行额外测量。

该团队已获得使用美国国家航空航天局/欧洲航天局/加拿大航天局詹姆斯韦伯太空望远镜的时间来完成这项工作，并且还提出了使用其他天文台的其它待决提案。

半人马座欧米茄星也是欧空局盖亚任务最近发布的新数据中的一个特征，其中包含超过500,000颗恒星。

“即使过了30年，哈勃太空望远镜及其成像仪器仍然是在拥挤恒星区进行高精度天体测量的最佳工具之一，在这些区域，哈勃望远镜可以通过欧空局盖亚任务的观测提供额外的灵敏度，”意大利国家天体物理研究所(INAF)的团队成员MattiaLibralato分享道，在这项研究期间，他曾在欧洲航天局的AURA任职。

“我们的研究结果展示了哈勃的高分辨率和灵敏度，这为我们带来了令人兴奋的新科学见解，并将为球状星团中的中等质量黑洞主题带来新的推动力。”

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！