最新研究表明，銀河系中心存在數萬個黑洞
由哥倫比亞大學領導的天體物理學家團隊發現在人馬座A* (Sgr A*)周圍聚集了12個黑洞，這是銀河系中心超大質量黑洞。這一發現是第一個支持長達數十年的預測發現，為更好地了解宇宙提供了無數機會。哥倫比亞天體物理實驗室(Columbia Astrophysics Lab)聯席主任、該研究的第一作者、哥倫比亞天體物理學家查克·海利(Chuck Hailey)說：想要了解的很多東西都是關於大黑洞與小黑洞相互作用的方式，可以通過研究這種分布來之知道。銀河系是我們唯一能研究超大質量黑洞如何與小黑洞相互作用的星系，因為我們根本看不到它們在其他星系中的相互作用。在某種意義上，這是我們唯一需要研究這種現象的實驗室。這項研究發表在4月5日的《自然》雜誌上。
圖片：CC0 Public Domain
20多年來，研究人員一直在尋找證據來支持一個理論，那就是在大型星系中心有成千上萬個黑洞圍繞著超大質量黑洞(SMBHs)。在整個銀河系中只有大約五十幾個已知的黑洞，而在一個只有6光年寬的區域，沒有人能夠找到。對於在Sgr a *附近的黑洞，有大量的無結果的搜索，這是最接近地球的黑洞，因此是最容易研究的。Sgr A*周圍環繞著一圈氣體和塵埃，這些氣體和塵埃為大質量恆星的誕生提供了完美的溫床，這些恆星生存、死亡，並可能在那裡形成黑洞。此外光環外的黑洞被認為是受到了黑洞的影響，因為它們失去了能量，導致它們被拉進了黑洞附近，在那裡它們被黑洞的引力俘虜了。
雖然大多數被捕獲的黑洞仍然是孤立的，但有些被捕獲並與一顆經過的恆星結合，形成恆星的雙星。研究人員認為，在銀河系中心，這些被孤立和成對的黑洞存在著大量的聚集，形成了一個密度尖峰，隨著距離黑洞的距離減小，它變得更加擁擠。在過去，試圖尋找這樣一個尖端的證據的失敗嘗試集中於尋找黑洞雙星中有時會出現的明亮的x射線閃光。這是尋找黑洞的明顯方式，但是銀河系中心離地球太遠，這些爆炸只有足夠的強度和亮度，每100到1000年才能看到一次。為了探測黑洞雙星，Hailey和他的同事們意識到他們需要尋找更弱的，但是當雙子星處於不活躍狀態時，x射線會更加穩定。
如果黑洞雙星能像中子星的雙星一樣發出巨大的爆炸，那就簡單了，但是沒有，所以我們必須找到另一種方法來尋找它們，尋找孤立的黑洞也不是一種聰明的方法。能找到與低質量恆星結合的黑洞，就能知道黑洞與低質量恆星的比例是多少，可以從科學上推斷出黑洞的數量。Hailey和他的同事們從錢德拉x射線天文台的檔案資料中發現了他們的技術。他們在不活躍的狀態下搜索了黑色低質量雙星的x射線特徵，並在3光年內找到了12個。然後研究人員分析了確定的二元系統的性質和空間分布，並根據他們的觀察推斷出，在Sgr A*周圍的區域中，一定有300到500個黑洞，低質量的雙星和大約10000個孤立的黑洞。這一發現證實了一個重要的理論，其影響是很多大，這將極大地推進引力波研究，因為知道一個典型星系中心的黑洞數量有助於更好地預測有多少引力波事件可能與之相關。所有天體物理學家需要的信息都在銀河系的中心。
博科園-科學科普｜參考期刊：Nature｜來自：哥倫比亞大學
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