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天文新知

天文學家發現了一個充滿小黑洞的星團

幾千光年外的球狀星團有個讓人驚奇的核心。天文學家發現,NGC 6397包裹著一群恆星質量等級的黑洞,而不是一個相對巨大的黑洞。

球狀星團常被認為是早期宇宙的「化石」,它們是非常緻密,大約包含有十萬至一百萬個非常古老的恆星,有些就像NGC 6397,和宇宙一樣古老。所有的球狀星團,它所有的恆星都是形成在同一時期、同一氣體雲中,我們的銀河系大約有150個已知的球狀星團。

這些球狀星團是研究宇宙歷史、或是他們繞行的星系中暗物質含量的絕佳工具,但是近來天文學家關注於一種難以捉摸的天體-中等質量黑洞。

星團
這些中等質量黑洞(intermediate-mass black holes)位於恆星質量黑洞(Stellar black hole)和超大質量黑洞(supermassive black holes)之間,後者通常是位於星系中心。關於中等質量黑洞存在的確鑿證據很少,而且還沒有定論。理論模型顯示,它們可以在球狀星團中找到,球狀星團是恆星聚集的引力核心,就像超大質量黑洞周圍的較大星系一樣。

這與一種稱為動態摩擦的阻力相一致,其中,群集的對象互相交換動量,諸如白矮星,中子星和黑洞這類的死亡恆星比主序星更緻密,它們向內移動,而其他的較輕的恆星則往外圍移動。天文學家使用恆星演化理論推測,發現的大部分額外質量都是黑洞。

位於約7800光年之外的NGC 6397,其中心可能是一個中等質量的黑洞。

天文學家 Eduardo Vitral表示:強而有力的證據顯示NGC 6397的緻密核心有個看不見的質量,占比不大,但我們驚訝地發現,它不是「點狀」呈現,應該不是一個孤立的巨大黑洞。

這也是最近的兩篇論文一致發現的,居住在球狀星團的中心區域的不是中等質量黑洞,而可能是一群恆星質量黑洞。如今這些發現再次獲得驗證。

這些觀測證據,對於研究恆星質量黑洞和尋找中等質量黑洞是很有幫助的,天文學家可以優化搜索,排除行為相同的球狀星團。另外對於其他黑洞研究也很有價值。由於這些對象將繼續向星團的中心移動,因此該團隊相信最終它們將開始相互纏繞並合併,最終就可能會形成中等質量的黑洞,當然這過程需經過很長很長的時間。

這類星團的核心對於重力波天文學非常重要。由於它們是非常緻密的聚合,因此會加速這過程,這意味著我們可以特別著眼於這些區域,針對合併前的狀態研究,並可預測黑洞合併時即將發生的重力波事件。(編譯/劉愷俐)
資料來源:Science Alert

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