物理科技生物学-PHYICA

矮星系Mrk 462:“迷你”怪物黑洞可以保存巨人成长的线索

天文学与空间 2022-12-15 00:01:08

/图像-1/由钱德拉x光中心拍摄 信用:x光:美国宇航局/CXC/达特茅斯学院

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帕克研发公司

希克克斯;光学/红外:泛星 在一个相对较小的星系中发现了一个超大质量黑洞,这可能有助于天文学家解开围绕最大黑洞如何生长的谜团

研究人员利用美国宇航局的钱德拉X射线天文台,在Mrk 462星系中发现了一个质量约为太阳20万倍的黑洞,该黑洞被埋在气体和尘埃中

Mrk 462仅包含数亿颗恒星,因此它是一个矮星系

相比之下,我们的银河系有几千亿颗恒星

这是第一次在矮星系中发现被严重掩埋或被“遮蔽”的超大质量黑洞

新罕布什尔州达特茅斯学院的杰克·帕克(Jack Parker)说:“这个位于Mrk 462的黑洞是超大质量黑洞(或称怪物黑洞)中最小的一个。”他和同样来自达特茅斯的同事瑞安·希考克斯(Ryan Hickox)一起领导了这项研究

“像这样的黑洞是出了名的难找

" 在较大的星系中,天文学家经常通过寻找星系中心恒星的快速运动来发现黑洞

然而,矮星系太小、太暗,大多数现有仪器无法探测到

另一种技术是寻找不断增长的黑洞的特征,例如气体被加热到数百万度,并在下落到黑洞时发出X射线

在这项研究中,研究人员利用钱德拉观察了八个矮星系,这些矮星系之前从斯隆数字天空调查收集的光学数据中显示出黑洞增长的迹象

在这八个中,只有Mrk 462显示了一个不断增长的黑洞的x光特征

与低能X射线相比,高能X射线的强度异常大,同时与其他波长的数据进行了比较,这表明Mrk 462黑洞被气体严重遮蔽

希克克斯说:“因为埋藏的黑洞比暴露的黑洞更难探测,找到这个例子可能意味着有更多的矮星系存在类似的黑洞。”

“这很重要,因为它可以帮助解决天体物理学中的一个主要问题:黑洞是如何在宇宙中这么早就变得这么大的?” 先前的研究表明,当宇宙年龄不到10亿岁时,黑洞可以增长到10亿个太阳质量,只是目前年龄的一小部分

一种观点认为,这些巨大的物体是在大质量恒星坍塌形成黑洞时产生的,黑洞的重量只有太阳的100倍

然而,理论工作很难解释它们是如何迅速增重,达到早期宇宙中的尺寸的

另一种解释是,早期宇宙在形成时就被播种了包含成千上万个太阳质量的黑洞——这可能是由巨大的气体和尘埃云的坍塌造成的

很大一部分拥有超大质量黑洞的矮星系支持这样一种观点,即来自最早一代恒星的小黑洞种子以惊人的速度增长,在早期宇宙中形成了10亿个太阳质量的物体

一小部分可能会使天平向有利于黑洞开始生命的方向倾斜,这些黑洞重达数万个太阳

这些预期是适用的,因为从一个巨大的云直接坍缩成一个中等大小的黑洞所必需的条件应该是罕见的,所以预计不会有大部分矮星系包含超大质量黑洞

另一方面,恒星质量的黑洞在每个星系中都存在

帕克说:“我们不能从一个例子中得出强有力的结论,但这个结果应该会鼓励人们对矮星系中埋藏的黑洞进行更广泛的搜索。”

“我们对可能学到的东西感到兴奋

" 这些结果计划在盐湖城举行的美国天文学会第239次会议上公布,是1月10日星期一举行的虚拟新闻发布会的一部分

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