快速移动的恒星附近一定存在超大质量黑洞

路透社华盛顿 3 月 6 日电 大麦哲伦星系是一个位于我们银河系附近的矮星系,在地球南半球用肉眼就可以看到它呈现为一片发光的光斑,该星系以葡萄牙探险家费迪南德・麦哲伦的名字命名,五个世纪前麦哲伦曾观测到它。如今,新的研究让我们对这个银河系近邻的构成有了更全面的认识。

一项基于对在银河系边缘观测到的九颗快速移动恒星的轨迹所开展的研究,为大麦哲伦星系内部存在一个超大质量黑洞提供了有力证据。大多数星系被认为在其核心处都存在这样一个黑洞,但这是首次有证据表明大麦哲伦星系内也存在超大质量黑洞。

据研究人员称,有关这些恒星轨迹的数据表明,它们是在与这个黑洞发生剧烈的近距离接触后被从大麦哲伦星系中抛射出来的。黑洞是极其致密的天体,其引力强大到连光都无法逃脱。

大麦哲伦星系距离地球约 16 万光年,是离银河系最近的星系之一。这使得它内部的这个超大质量黑洞成为除了位于银河系中心的人马座 A*(Sgr A*)之外离我们最近的超大质量黑洞。人马座 A * 距离地球约 2.6 万光年。一光年是光在一年中所传播的距离,相当于 5.9 万亿英里(9.5 万亿千米)。

就像银河系的质量比大麦哲伦星系大得多一样,人马座 A的质量也比新发现的这个黑洞大得多,新发现的这个黑洞是已知的超大质量黑洞中质量最小的之一。人马座 A的质量大约是太阳的 400 万倍。而这个新发现的黑洞质量约为太阳的 60 万倍。

反过来,与在其他一些大星系中探测到的超大质量黑洞相比,人马座 A又相形见绌了。比如在一个名为梅西耶 87 的星系中,有一个质量是太阳 65 亿倍的黑洞。那个黑洞和人马座 A * 是天文学家仅有的两个拍摄到图像的黑洞。

这项新研究聚焦于一类被称为超高速恒星的恒星。当一个双星系统(两颗因引力相互束缚的恒星)过于靠近超大质量黑洞时,就会产生这类恒星。

“强大的引力会将这两颗恒星分开。其中一颗恒星会被捕获,进入围绕黑洞的紧密轨道,而另一颗则会以极快的速度被向外抛射出去 —— 速度常常超过每秒数千公里 —— 从而成为一颗超高速恒星,” 哈佛大学天体物理学博士生、这项发表在《天体物理学杂志》(点击新标签页查看)且于周四公开的研究的第一作者韩杰西(Jesse Han)说道。

太阳在太空中以大约每小时 45 万英里(每小时 72 万公里)的速度运行,而超高速恒星的运行速度则是这一速度的数倍。

研究人员使用了来自欧洲航天局盖亚太空天文台的数据,该天文台以前所未有的精度追踪了银河系中超过 10 亿颗恒星。

银河系中有 21 颗已知的超高速恒星。天文学家已经确定了其中 16 颗恒星的起源,其中 7 颗的起源可以追溯到银河系核心的人马座 A*,另外 9 颗则追溯到大麦哲伦星系。

韩杰西表示:“唯一合理的解释是,大麦哲伦星系的中心同样存在一个超大质量黑洞,就如同我们银河系中的人马座 A * 一样。”

韩杰西还说:“考虑到大麦哲伦星系的质量和结构,完全可以预期它会有一个这样质量的超大质量黑洞。我们只是需要找到证据来证明这一点。这既有趣又令人兴奋,而且确实是合理的。”

到目前为止,已知的银河系之外距离最近的超大质量黑洞是仙女座星系内的那个,它距离地球约 250 万光年。仙女座星系是离银河系最近的大型星系。

加州理工学院的天文学家、该研究的共同作者卡里姆・埃尔 - 巴德里说:“大麦哲伦星系是研究得最为透彻的星系之一,然而,这个超大质量黑洞的存在此前只是通过追溯快速移动恒星的起源间接推断出来的。要真正确定这个黑洞的位置,我们还有更多工作要做。”

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新三板报法律顾问

李明燕
北京高文律师事务所 合伙人
李明燕律师,北京高文律师事务所合伙人,毕业于中国政法大学,执业律师,注册会计师,执业18年,并兼任中央财经大学金融专业硕士生导师,著有《企业大合规》一书。李明燕律师曾供职金融机构多年,精通金融市场领域业务,成功代理多起证券索赔案件。
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李元
北京高文律师事务所 合伙人
李元律师,北京高文律师事务所高级合伙人,毕业于中央民族大学、美国天普大学,获得L.L.M学位。李元律师曾就职于全国先进法院,并曾在北京市高院任职,专注刑事审判、辩护领域15年。李元律师在刑民交叉,尤其是金融犯罪、犯罪索赔领域经验丰富。
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