銀河系中心附近發現第二個大黑洞

那不是人馬座A*。

受黑洞影響的分子雲。慶應義塾大學

大部分大星系的中心都隱藏著至少一個超大質量黑洞，這些黑洞的質量範圍在太陽的幾十萬至幾十億倍之間，是名副其實的怪獸。銀河系中心也不例外。銀心超大質量黑洞被叫作「人馬座A*」，其質量相當於400多萬個太陽，直徑可達4400萬公里。

一直以來人們都以為銀河系中心只有這麼一個大黑洞，但最近日本慶應義塾大學的一個科研小組有了一個驚人的新發現。據他們研究，銀心附近存在著第二個大黑洞。

岡朋治來自日本東京慶應義塾大學物理系，在他主導下，一個科研團隊對銀心附近的一個超高速緻密氣體雲團進行了研究。

藝術家筆下中心擁有超大質量黑洞的星系。該黑洞正在射電波頻率上產生噴流。NASA / JPL-加州理工學院

很多天文學家都著迷於這個雲團。這是一個內部包含了氰化氫和一氧化碳等氣體的雲團，直徑大約是1000個天文單位（1個天文單位等於地球和太陽間的平均距離），距離銀心約200光年。它身上有著一些非常奇怪的特點，其中之一是雲團不同部分的氣體運動速度差異極大。這種情況在星際氣體雲身上極為罕見。

為了更好地了解這個雲團的運動方式，自2016年1月開始，科研人員用日本的45米野邊山射電望遠鏡對其進行了觀測。雲團的外觀近似於橢圓，可以分成大小兩部分。較小部分的密度較低，運動速度差異大；而長約10光年的較大部分密度較高，運動速度差異不明顯。

科研人員藉助智利阿塔卡馬甚大毫米/亞毫米波望遠鏡陣列，確認了雲團結構和運動速度的差異與雲團內部的密度差異有關。除此之外，他們還在雲團的緻密區域附近發現了射電波。這種情形和銀心黑洞人馬座A*很像。

科研團隊得出的結論是，在這個雲團內，隱藏著一個「小而密」的天體，其質量大約是太陽的10萬倍。

不斷變化中的人馬座A*黑洞周邊影像。X射線按照能量級由低至高分別用紅色、綠色和藍色表示。小框中的動態影像展現了黑洞周邊產生的X射線耀斑。NASA / SAO / CXC

計算機模擬指向的是同樣的結論，即雲團的奇特表現是由黑洞引起的。這個黑洞的質量大約是太陽的10萬倍，接近銀心超大質量黑洞的1/500，是銀河系的第二大黑洞。按質量來區分的話，它應當屬於中型黑洞。

這是一個空前的發現。一直以來，人們間接發現的黑洞不是很小就是很大。雖然理論上存在這樣的中型黑洞，證據卻極少。

這一發現還能解釋大星系中心的超大質量黑洞是從何而來的。理論上超大質量黑洞是由較小的黑洞融合而成的，但要證明這一點，就必須找到中型黑洞，它們是完成這一過程的關鍵一環。

雖然還有許多工作要做，但是我們已經有理由期待，有朝一日，科學家能夠了解中型黑洞的形成方式，及其最終命運。換而言之，就是要看看它，是否會慢慢地朝著人馬座A*移動，最終合二為一。

假如它們有那麼一天，那麼由於前者質量達到了太陽的10萬倍，而後者又是一個超大質量黑洞，再加上銀心距離我們只有26000光年，融合過程產生的引力波在到達地球時一定仍是極強的。那必定是一次非常罕見的天文大事件。

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