以色列Technion科技大学的Ari Laor和美国俄亥俄州立大学Brad Peterson测量了一颗相当独特的黑洞的质量,并因而认定它是至今为止最小的星系核心黑洞(black hole)。
NGC 4395,距离地球约1400万光年,为活跃星系(active galaxy)之一,拥有非常明亮的核心,谓之「活跃星系核(active galaxy nuclei,AGN)」,天文学家相信是因为星系核心拥有一颗黑洞所致。1989年,天文学家首度发现星系中心确实拥有黑洞;之后便有其他天文学家预言这颗黑洞的质量应该不大。
Laor等人利用哈伯太空望远镜(Hubble Space Telescope),以类似「都卜勒雷达(Doppler radar)」的「反射绘图(reverberation mapping)」技术来追踪NGC 4395核心附近的气体运动模式,再藉由气体运动的速度等来计算星系核心黑洞的质量。如果黑洞质量愈大,气体环绕的运动速度会愈快。藉由这种方式终于测量出的NGC 4395核心黑洞质量居然小于100万倍太阳质量,比其他AGN的超重黑洞还小100倍左右。
一般而言,目前天文学家发现的黑洞可分成太阳质量数百万倍以上的超重黑洞,或是只有太阳质量数十倍的恒星型黑洞,至于介在中间、质量仅太阳质量数百至数千倍的中型黑洞的已知数量则非常少。NGC 4395核心的黑洞,刚好就在超重黑洞与中型黑洞的边界上。Peterson表示:之所以会造成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残余「废弃物」的集合体,也有可能它是在某些特别情况下的产物。
NGC 4395的中心缺乏由大量恒星和气体组成的致密球状核心,即所谓的「星系核球(galactic bulge)」。这些天文学家猜测,或许核心的黑洞已经将核球中的恒星吃光抹净,缺乏「食物」的结果,使得黑洞没办法继续长大,成为星系核心超重黑洞的「小矮人」。
Laor等人希望能藉由黑洞的测量,解开AGN的秘密,让他们了解黑洞在我们银河系或其他星系中所扮演的角色。而像NGC 4395核心黑洞这样介在边缘的天体型态,正可帮助检测黑洞及星系形成理论的正确性。
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