以色列Technion科技大學的Ari Laor和美國俄亥俄州立大學Brad Peterson測量了一顆相當獨特的黑洞的質量,並因而認定它是至今為止最小的星系核心黑洞(black hole)。
NGC 4395,距離地球約1400萬光年,為活躍星系(active galaxy)之一,擁有非常明亮的核心,謂之「活躍星系核(active galaxy nuclei,AGN)」,天文學家相信是因為星系核心擁有一顆黑洞所致。1989年,天文學家首度發現星系中心確實擁有黑洞;之後便有其他天文學家預言這顆黑洞的質量應該不大。
Laor等人利用哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope),以類似「都卜勒雷達(Doppler radar)」的「反射繪圖(reverberation mapping)」技術來追蹤NGC 4395核心附近的氣體運動模式,再藉由氣體運動的速度等來計算星系核心黑洞的質量。如果黑洞質量愈大,氣體環繞的運動速度會愈快。藉由這種方式終於測量出的NGC 4395核心黑洞質量居然小於100萬倍太陽質量,比其他AGN的超重黑洞還小100倍左右。
一般而言,目前天文學家發現的黑洞可分成太陽質量數百萬倍以上的超重黑洞,或是只有太陽質量數十倍的恆星型黑洞,至於介在中間、質量僅太陽質量數百至數千倍的中型黑洞的已知數量則非常少。NGC 4395核心的黑洞,剛好就在超重黑洞與中型黑洞的邊界上。Peterson表示:之所以會造成NGC 4395核心黑洞如此小的原因尚不清楚,有可能它是一堆星系殘餘「廢棄物」的集合體,也有可能它是在某些特別情況下的產物。
NGC 4395的中心缺乏由大量恆星和氣體組成的緻密球狀核心,即所謂的「星系核球(galactic bulge)」。這些天文學家猜測,或許核心的黑洞已經將核球中的恆星吃光抹淨,缺乏「食物」的結果,使得黑洞沒辦法繼續長大,成為星系核心超重黑洞的「小矮人」。
Laor等人希望能藉由黑洞的測量,解開AGN的秘密,讓他們瞭解黑洞在我們銀河系或其他星系中所扮演的角色。而像NGC 4395核心黑洞這樣介在邊緣的天體型態,正可幫助檢測黑洞及星系形成理論的正確性。
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