銀河系中心可能存在成千上萬個黑洞_風聞

哥倫比亞大學的一個天體物理學團隊發現了圍繞在銀河系中心人馬座A *（Sgr A *）的超大質量黑洞周圍的十幾個黑洞。這一發現驗證了二十多年來的一個猜想，為更好地理解宇宙及星系演化提供了非常多的線索。

藝術家筆下描繪的黑洞

哥倫比亞天體物理學家查克黑利（Chuck Hailey）是哥倫比亞天體物理實驗室主任説：”你想了解大黑洞與小黑洞相互作用的方式，可以通過研究這種分佈來學習 。銀河系是我們唯一可以用來研究超大質量黑洞如何與星系相互作用的地方，因為我們在其他星系根本看不到它們及其相互作用。從某種意義上説，這是我們解決很多問題的唯一觀測目標。”

這項研究發表在4月5日的《 自然》雜誌上。

二十多年來研究人員一直在尋找證據來支持SMBHs理論，即成千上萬的黑洞圍繞大型星系中心的超大質量黑洞周圍運行。

核分光望遠鏡陣列NuSTAR在高能X射線波段獲得的銀河中心超大質量黑洞圖像

在整個銀河系近十萬光年的跨度上只發現了約五十個黑洞，但在星系的中心，一個只有六光年的地區，這些東西可能有一萬到兩萬顆，但是沒人能看到它們，科學家曾經對Sgr A *附近的黑洞進行了大量沒有任何結果的搜索。因為這是最接近地球的超大質量黑洞，最容易被研究，卻沒有得到太多可採用的證據。

查克黑利解釋説，Sgr A *周圍籠罩着濃密的氣體和塵埃，這裏為大質量恆星的誕生提供了完美的温牀，很多大質量恆星在那裏出生，在那裏死亡，並且最終在那裏成為黑洞。此外，銀核之外銀暈中的黑洞被認為也受制於中央超大質量黑洞的影響，如果它們失去了能量，就會被拉到SMBH附近，被它的引力俘獲。

雖然大多數被困於這裏的黑洞仍然是獨立的，但有一部分可能會捕獲一顆恆星，形成一個雙星系統。研究人員認為，這些孤立的黑洞以及黑洞雙星在銀河中心集中，形成一個密度高峯，隨着距離SMBH的接近而變得更加擁擠。

過去科學家一直試圖通過觀測找到這一理論的證據，但一直沒有收穫，原因在於科學家將精力集中在尋找黑洞雙星產生的X射線爆發。

Sgr A *中明亮的X射線源

理論上説，這是最有希望找到黑洞的辦法，但銀河中心距離地球太遠，這些爆發必須非常強大且明亮，也許100年到1000年之間才能被看到一次。

在進行這樣的檢測過程中，黑利和他的同事們意識到，他們需要找到這種雙星系統的吸積盤處於非活躍狀態時，那些雖然微弱但更穩定的X射線源。

黑利説：如果黑洞吸積盤像中子星吸積盤那樣頻繁爆發，那麼以前的方法有效，但是黑洞雙星的表現不一樣，所以我們必須想出另一種方式來尋找它們。

孤立的黑洞沒有輻射，因此尋找孤立的黑洞並不是一種聰明的方式。

當黑洞與較低質量的恆星配對時，雖然不會產生高強度的X射線爆發，但是他們發出的較弱的輻射還是能夠被檢測到的。於是研究團隊轉向錢德拉X射線天文台的檔案數據來測試他們的新方法。

他們搜索了處於非活動狀態的X射線雙星，並在Sgr A *的三光年範圍內找到12個這樣的射線源。隨後通過分析了已知的雙星系統的性質和空間分佈規律，他們推斷在Sgr A *周圍區域可能存在300到500個這樣的X射線雙星和約10000個孤立的黑洞。

上圖：銀河中心的錢德拉X射線圖像，紅色圓圈表示白矮星雙星，通常輻射低能量X射線，青色圓圈表示可能出現黑洞雙星，它們發射相對更多的高能X射線，黃色和綠色圓圈分別代表距離黑洞0.7到3光年之間的區域。

這一發現除了證實了一個重要理論，還可能極大地推動引力波研究，因為了解典型星系中心黑洞的數量有助於更好地預測有多少引力波事件可能與它們相關聯。

原文來自ScienceDaily.