研究發(fā)現(xiàn) 銀河系存在數(shù)萬(wàn)個(gè)黑洞
時(shí)間：2018-04-10 11:35 來(lái)源：博科園 責(zé)任編輯：沫朵
原標(biāo)題： 研究發(fā)現(xiàn) 銀河系存在數(shù)萬(wàn)個(gè)黑洞
由哥倫比亞大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的天體物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在人馬座A* (Sgr A*)周圍聚集了12個(gè)黑洞，這是銀河系中心超大質(zhì)量黑洞。這一發(fā)現(xiàn)是第一個(gè)支持長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，為更好地了解宇宙提供了無(wú)數(shù)機(jī)會(huì)。哥倫比亞天體物理實(shí)驗(yàn)室(Columbia Astrophysics Lab)聯(lián)席主任、該研究的第一作者、哥倫比亞天體物理學(xué)家查克·海利(Chuck Hailey)說(shuō)：想要了解的很多東西都是關(guān)于大黑洞與小黑洞相互作用的方式，可以通過(guò)研究這種分布來(lái)之知道。銀河系是我們 能研究超大質(zhì)量黑洞如何與小黑洞相互作用的星系，因?yàn)槲覀兏究床坏剿鼈冊(cè)谄渌窍抵械南嗷プ饔�。在某種意義上，這是我們 需要研究這種現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)室。這項(xiàng)研究發(fā)表在4月5日的《自然》雜志上。
20多年來(lái)，研究人員一直在尋找證據(jù)來(lái)支持一個(gè)理論，那就是在大型星系中心有成千上萬(wàn)個(gè)黑洞圍繞著超大質(zhì)量黑洞(SMBHs)。在整個(gè)銀河系中只有大約五十幾個(gè)已知的黑洞，而在一個(gè)只有6光年寬的區(qū)域，沒(méi)有人能夠找到。對(duì)于在Sgr a *附近的黑洞，有大量的無(wú)結(jié)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(huán)繞著一圈氣體和塵埃，這些氣體和塵埃為大質(zhì)量恒星的誕生提供了完美的溫床，這些恒星生存、死亡，并可能在那里形成黑洞。此外光環(huán)外的黑洞被認(rèn)為是受到了黑洞的影響，因?yàn)樗鼈兪チ四芰�，�?dǎo)致它們被拉進(jìn)了黑洞附近，在那里它們被黑洞的引力俘虜了。
雖然大多數(shù)被捕獲的黑洞仍然是孤立的，但有些被捕獲并與一顆經(jīng)過(guò)的恒星結(jié)合，形成恒星的雙星。研究人員認(rèn)為，在銀河系中心，這些被孤立和成對(duì)的黑洞存在著大量的聚集，形成了一個(gè)密度尖峰，隨著距離黑洞的距離減小，它變得更加擁擠。在過(guò)去，試圖尋找這樣一個(gè)尖端的證據(jù)的失敗嘗試集中于尋找黑洞雙星中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)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(yuǎn)，這些爆炸只有足夠的強(qiáng)度和亮度，每100到1000年才能看到一次。為了探測(cè)黑洞雙星，Hailey和他的同事們意識(shí)到他們需要尋找更弱的，但是當(dāng)雙子星處于不活躍狀態(tài)時(shí)，x射線會(huì)更加穩(wěn)定。
如果黑洞雙星能像中子星的雙星一樣發(fā)出巨大的爆炸，那就簡(jiǎn)單了，但是沒(méi)有，所以我們必須找到另一種方法來(lái)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(zhì)量恒星結(jié)合的黑洞，就能知道黑洞與低質(zhì)量恒星的比例是多少，可以從科學(xué)上推斷出黑洞的數(shù)量。Hailey和他的同事們從錢德拉x射線天文臺(tái)的檔案資料中發(fā)現(xiàn)了他們的技術(shù)。他們?cè)诓换钴S的狀態(tài)下搜索了黑色低質(zhì)量雙星的x射線特征，并在3光年內(nèi)找到了12個(gè)。然后研究人員分析了確定的二元系統(tǒng)的性質(zhì)和空間分布，并根據(jù)他們的觀察推斷出，在Sgr A*周圍的區(qū)域中，一定有300到500個(gè)黑洞，低質(zhì)量的雙星和大約10000個(gè)孤立的黑洞。這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了一個(gè)重要的理論，其影響是很多大，這將極大地推進(jìn)引力波研究，因?yàn)橹酪粋�(gè)典型星系中心的黑洞數(shù)量有助于更好地預(yù)測(cè)有多少引力波事件可能與之相關(guān)。所有天體物理學(xué)家需要的信息都在銀河系的中心。
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