天文学家找到了一大堆小黑洞

几千光年外密密麻麻的一堆恒星里,隐藏着一个大秘密。天文学家发现,球状星团NGC 6397的内部不是一个超大规模的黑洞,而是一团较小的、质量相当于恒星的黑洞。

它们不仅可以帮助我们更好地理解大黑洞的形成机制,而且能够产生天文学家非常感兴趣的引力波,因为小黑洞不可避免地会相撞。

球状星团通常被认为是早期宇宙的“化石”。它们非常密集,大约有10万至1百万个古老恒星,其中一些星团(例如NGC 6397)的年龄与宇宙本身相近。在任何球状星团中,所有恒星都来自同一团气体云。银河系大约有150个已知的球状星团。

这些天体是研究宇宙历史或星系暗物质的绝佳工具。但是,近年来,天文学家又用它们来探索一种难以捉摸的天体——中等质量黑洞。

顾名思义,中等质量黑洞位于恒星质量和超大质量黑洞之间,后者通常位于大星系的中心。

虽然目前尚未有中等质量黑洞和超质量黑洞的清晰定义,但通常认为中等质量黑洞比典型的坍缩恒星大(最多有100个太阳质量),但超大质量黑洞的质量介于100万和10亿个太阳之间。

但是,关于中等质量黑洞存在的确凿证据很少,且还没有定论。理论和模型表明,可以在球状星团中找到它们——位于球状星团聚集恒星的引力核心,就像超大质量黑洞周围的星系一样。

由于我们看不到黑洞,因此天文学家根据多年的哈勃数据,仔细观察了星团中的恒星轨道,以了解它们是否表明存在中等质量黑洞。

法国巴黎天体物理学研究所的天文学家爱德华多·维特拉尔(Eduardo Vitral)说:“我们发现了强有力的证据,表明球状星团的密集核中有存在看不见的质量,但我们惊讶地发现,这种多余的质量并不呈点状,而是延展到了星团规模百分只几的范围。”

巴黎天体物理学研究所的天文学家加里·马蒙说:“我们使用恒星演化理论得出结论,发现的大部分额外质量都是黑洞。”

这也与最近的两篇论文相一致:恒星质量的黑洞,而不是中等质量的黑洞,可能会居于球状星团的中心区域。现在,上面的观点已得到验证。

该研究已发表在《天文学与天体物理学》上。

原文:https://www.sciencealert.com/astronomers-find-a-cluster-of-small-black-holes-where-they-expect-one-big-one

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