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美國(guó)宇航局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡搜尋可能潛伏在距離地球最近的球狀星團(tuán)中心的中型黑洞

發(fā)布時(shí)間：2025-12-09 18:58:52 來(lái)源：桑間濮上網(wǎng) 作者：休閑

（神秘的美國(guó)地球uux.cn）據(jù)美國(guó)宇航局：天文學(xué)家使用美國(guó)宇航局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡提出了他們所說(shuō)的一些迄今為止最好的證據(jù)，證明了一種罕見(jiàn)的宇航遠(yuǎn)鏡“中等大小”黑洞的存在，這種黑洞可能潛伏在距離地球最近的局哈距離球狀星團(tuán)的中心，距離地球6000光年。勃太
就像空間結(jié)構(gòu)中強(qiáng)烈的空望重力坑洞一樣，幾乎所有的搜尋黑洞都有兩種尺寸:小的和巨大的。據(jù)估計(jì)，潛伏我們的地球的球星系散布著1億個(gè)由爆炸恒星產(chǎn)生的小黑洞(數(shù)倍于我們太陽(yáng)的質(zhì)量)。整個(gè)宇宙充斥著超大質(zhì)量黑洞，最近狀星中型其質(zhì)量是團(tuán)中我們太陽(yáng)質(zhì)量的數(shù)百萬(wàn)或數(shù)十億倍，位于星系中心。黑洞
一個(gè)長(zhǎng)期尋找的美國(guó)缺失環(huán)節(jié)是一個(gè)中等質(zhì)量黑洞，重量在100到100，宇航遠(yuǎn)鏡000個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量之間。局哈距離它們是勃太如何形成的，在哪里出沒(méi)，為什么它們看起來(lái)如此稀少？

這個(gè)領(lǐng)域充滿了黑色背景下的星星。恒星在圖像中心密度更大，向邊緣逐漸變小。恒星的顏色主要是白色和藍(lán)白色，還有少量大的橙色恒星。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的球狀星團(tuán)梅西耶4的圖像。這個(gè)星團(tuán)是幾十萬(wàn)顆恒星的密集集合。天文學(xué)家懷疑，一個(gè)中等質(zhì)量的黑洞，重量是我們太陽(yáng)質(zhì)量的800倍，潛伏在它的核心，看不見(jiàn)。鳴謝:歐空局/哈勃，美國(guó)航天局
天文學(xué)家通過(guò)各種觀測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)了其他可能的中等質(zhì)量黑洞。其中兩個(gè)最佳候選者——哈勃在2020年幫助發(fā)現(xiàn)的3 xmm j 215022.4-055108和2009年發(fā)現(xiàn)的HLX-1——位于其他星系外圍的致密星團(tuán)中。這些可能的黑洞中的每一個(gè)都有數(shù)萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)的質(zhì)量，并且可能曾經(jīng)位于矮星系的中心。美國(guó)宇航局的錢德拉X射線天文臺(tái)也幫助了許多可能的中間黑洞發(fā)現(xiàn)，包括2018年的一個(gè)大樣本。
在離家更近的地方，已經(jīng)在環(huán)繞我們銀河系的致密球狀星團(tuán)中發(fā)現(xiàn)了許多疑似中等質(zhì)量黑洞。例如，在2008年，哈勃天文學(xué)家宣布在半人馬座歐米茄球狀星團(tuán)中疑似存在一個(gè)中等質(zhì)量的黑洞。出于許多原因，包括需要更多的數(shù)據(jù)，這些和其他中等質(zhì)量黑洞的發(fā)現(xiàn)仍然沒(méi)有定論，也不排除其他理論。
哈勃的獨(dú)特能力現(xiàn)在已經(jīng)被用來(lái)瞄準(zhǔn)球狀星團(tuán)梅西耶4 (M4)的核心，以比以前更高的精度尋找黑洞。馬里蘭州巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的愛(ài)德華多·維特拉爾說(shuō):“沒(méi)有哈勃，你無(wú)法進(jìn)行這種科學(xué)研究。”他是一篇論文的第一作者，這篇論文將在《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》上發(fā)表。
維特爾的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)探測(cè)到一個(gè)大約800個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的中等質(zhì)量黑洞。這個(gè)疑似物體看不到，但它的質(zhì)量是通過(guò)研究被其引力場(chǎng)捕獲的恒星的運(yùn)動(dòng)計(jì)算出來(lái)的，就像蜜蜂在蜂巢周圍群集一樣。測(cè)量它們的運(yùn)動(dòng)需要時(shí)間，而且非常精確。這就是哈勃完成了其他現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡無(wú)法完成的任務(wù)。天文學(xué)家從哈勃望遠(yuǎn)鏡觀察了12年的M4觀測(cè)數(shù)據(jù)，分辨出了精確的恒星。
他的團(tuán)隊(duì)估計(jì)M4的黑洞可能是我們太陽(yáng)質(zhì)量的800倍。哈勃的數(shù)據(jù)傾向于排除這個(gè)物體的替代理論，如中子星等未解決的恒星殘余的致密中央星團(tuán)，或彼此圍繞旋轉(zhuǎn)的較小黑洞。
“我們很有信心，我們有一個(gè)非常小的區(qū)域，有很多集中的質(zhì)量。它比我們之前在其他球狀星團(tuán)中發(fā)現(xiàn)的密度最大的暗物質(zhì)小三倍左右，”維特拉爾說(shuō)。“當(dāng)我們考慮到在星團(tuán)中心分離的一系列黑洞、中子星和白矮星時(shí)，該區(qū)域比我們用數(shù)值模擬能夠再現(xiàn)的更加緊湊。它們無(wú)法形成如此緊密的質(zhì)量集中。”
緊密結(jié)合的對(duì)象的分組將是動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定的。如果這個(gè)物體不是一個(gè)中等質(zhì)量的黑洞，估計(jì)需要40個(gè)更小的黑洞擠在一個(gè)只有十分之一光年寬的空間里才能產(chǎn)生觀測(cè)到的恒星運(yùn)動(dòng)。其后果是，他們將合并和/或在星際彈球游戲中被驅(qū)逐。
“我們測(cè)量恒星的運(yùn)動(dòng)和它們的位置，我們應(yīng)用物理模型試圖重現(xiàn)這些運(yùn)動(dòng)。維特拉爾說(shuō):“我們最終測(cè)量到星團(tuán)中心有一個(gè)暗物質(zhì)在延伸。“越靠近中心質(zhì)量，恒星的運(yùn)動(dòng)就越隨機(jī)。而且，中心質(zhì)量越大，這些恒星的速度越快。”
因?yàn)榍驙钚菆F(tuán)中的中等質(zhì)量黑洞一直如此難以捉摸，維特爾警告說(shuō)，“雖然我們不能完全肯定它是引力的中心點(diǎn)，但我們可以證明它非常小。它太小了，我們只能解釋它是一個(gè)黑洞。或者，可能存在一種我們根本不知道的恒星機(jī)制，至少在當(dāng)前的物理學(xué)中是這樣。”
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡是美國(guó)宇航局和歐洲航天局之間的國(guó)際合作項(xiàng)目。位于馬里蘭州格林貝爾特的美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心負(fù)責(zé)管理這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡。位于馬里蘭州巴爾的摩的太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所(STScI)負(fù)責(zé)哈勃和韋伯的科學(xué)操作。STScI由位于華盛頓特區(qū)的大學(xué)天文學(xué)研究協(xié)會(huì)為美國(guó)航天局運(yùn)作。
媒體聯(lián)系人:
克萊爾·安德萊奧利馬里蘭州格林貝爾特美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心claire.andreoli@nasa.gov
雷·維拉德馬里蘭州巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所
科學(xué)聯(lián)系人:
愛(ài)德華多·維特拉爾馬里蘭州巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所巴黎天體物理研究所，法國(guó)巴黎

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