銀河系中心可能存在數以千計的黑洞

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最新一項研究表明：在銀河系中心特大質量黑洞3光年範圍內存在12個恆星質量的黑洞，而這僅是冰山一角。

如圖所示，在我們星系的超大質量黑洞周圍環繞、徘徊著塵埃、氣體以及12個恆星質量的黑洞。在每一個黑洞旁邊總是存在一個與之相隨的普通恆星。

我們早就知道，有一個超過400萬倍太陽質量的超大質量黑洞一直潛藏在我們星系的中心。現如今，4月5日一則發表在「自然」雜誌上的研究使這個「龐然大物」變得不再孤單。（在它周圍可能存在大約10000個超大質量黑洞）

事實上，銀河系中心已經「擁擠不堪」。超過30個數量級的塵埃和氣體阻礙了人們在可見光波段下的視線。僅有的觀察我們星系被掩蓋的核心區域的方法，要麼是無線電波段觀測，要麼是X射線或伽馬射線波段觀測。哥倫比亞大學的Charles Hailey和他的同事們選擇了後者。他們的結論基於12天對錢德拉X射線天文台在過去的12年收集的數據的觀測。

伽馬射線天空

他們分析了92個在X射線波段下尚未被解決的來源，發現其中的26個位於超大質量黑洞3光年範圍之內。（12天的觀測中，錢德拉太空望遠鏡在每一個來源上至少捕捉到了100個光子）

之後，天文學家們探究了「在不同能量波段下，這些來源可以釋放出多少輻射」的問題。這就像是讓光線穿過稜鏡，然後觀察其所產生的「彩虹」。只不過在這種情形下所產生的「彩虹」實際位於X射線波段。

令人驚喜的是，天文學家們研究發現：距離超大質量黑洞最近的26個來源中，有12個有「更藍」的X射線「彩虹」（也就是說，它們在更高的X射線能量波段下，相較於其他「同類」而言更亮）。我們星球中心的大多數X射線的發出者是白矮星。它們吸收普通星體的氣體，並在此過程中放射出偏紅色的X射線「彩虹」。然而，這種藍色X射線來源可能是更大規模的雙星，也許是中子星，也可能就是黑洞。

一張錢德拉X射線波段圖像：銀河系中心被環繞在尚未探明的X射線來源的圓圈所覆蓋。紅色的代表白矮星的雙星，它們通常散發的是低能量的X射線。藍色的圓圈則可能是黑洞的雙星，它們散發的是較高能量的X射線。黃色和綠色的圓圈代表距離黑洞0.7到3光年的區域。

Hailey和同事們解釋說，這些來源並沒有中子星雙星的爆發特點，因此它們更可能是黑洞。

如果是這樣的話，那麼這些雙星系統僅僅是冰山一角。許多孤立的黑洞可能存在於銀河的中心，然而我們看不見它們。「黑洞的數量取決於這些黑洞是怎麼形成的」，這是一個受到激烈爭論的問題。倘若它們就形成於現在的位置，那麼在銀河系的中心可能存在10000個甚至更多的黑洞。

最引人興趣的就是，這些X射線來源並不是新事物，其實它們一直都在錢德拉望遠鏡的「掌控」中。「某種意義上，黑洞的雙星系統隱藏在普通的情境中。」Hailey說道。「但是，與發出X射線的氣體背景作鬥爭需要花費大量的時間、精力，況且，探索它的前路並不十分明朗。」

儘管如此，但並不意味著所有的這些來源都是黑洞。它們可能不是在現在的軌道上形成的。長期以來，天文學家們都在尋找一種在銀河系中心的被稱為毫秒脈衝星的快速旋轉的中子星。這種中子星通常被認為是從穿過銀河系中心的球狀星團捕獲而來的。但到目前為止，對毫秒脈衝星的探索並未取得有效成果。

藝術家畫作中的中子星形象

Hailey及其團隊承認：多達半數的這種藍色X射線來源可能就是廣受歡迎的毫秒脈衝星。這也就意味著：孤立的黑洞數目並沒有那麼多，可能只有幾百個而不是幾千個。沉寂逐漸被打破，神秘的未知世界將會變得愈發清晰。

翻譯：南珂婷

校對：匡仁昆

責任編輯：解仁江

牧夫新媒體編輯部

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