科學家發現宇宙深處的「小黑洞」,填補了黑洞的空白
在宇宙中,黑洞一般分為四類,由小到大分別是微型黑洞、恆星級黑洞、中等質量黑洞和超大質量黑洞。其中,目前人類發現的主要是兩種——恆星級黑洞和超大質量黑洞。
除了微型黑洞是推測出來的,又因為屬於量子級別暫時無法觀測之外,黑洞行列中還有一處空白,那就是中等質量黑洞。
黑洞的類型被「攔腰截斷」,有大的有小的,卻沒有中等的,讓科學家非常困惑。
不過,最近科學家在遙遠的宇宙深處發現了一個黑洞,填補了這個空白。
在距離我們1400萬光年的位置,有一個矮星系NGC 4395。所謂的矮星系,就體積比較小的一類星系。
在此之前,科學家們對這個星系就比較關注,因為它有一個活躍星系核。活躍星系核指的是一類中央核區活動性很強的系外星系,其核心究竟是什麼,目前推測不一,其中一種情況就是黑洞。
這類天體非常活躍,能量巨大,因此吸引了科學家的大量關注。NGC 4395作為其中的代表,也少不了被科學家反覆觀測。
此前,科學家認為,在它的內部,有一個超大質量黑洞,質量大約是太陽的40萬倍。而最近,韓國首爾大學表示,該校物理天文系禹鍾學教授研究組發現,這個黑洞的質量被高估了,其實際質量只有太陽的10000倍左右,是一個標準的中等質量黑洞。
一同參與測量的密歇根大學的天文學家Elena Gallo,在利用黑洞吸積盤的輻射來計算其質量時,也得到了同樣的結果。計算的原理是這樣的:
黑洞本身雖然不發光,但是被它吞噬的物質在加速下落時會放出熱量,導致發光,所有這些物質以盤狀結構螺旋下落到黑洞內部,所以這個明亮的區域就是一個盤狀的結構,被稱作吸積盤。而在吸積盤外面,還有一個更大的物質雲,被稱作寬線區域。吸積盤放出的光和其他輻射可以導致寬線區域物質的原子不斷受到高能作用,出現發光等變化,然後再恢復平靜。通過寬線區域物質的能量漲落時間變化,科學家可以知道它與吸積盤的距離。而這個距離,可以被用來計算黑洞質量。
最終,他們得出了這個黑洞質量的最終數據——10000倍太陽質量。
這個質量和以前在星系中心發現的黑洞相比,小得有點可憐。以銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*為例,其質量是太陽的400萬倍。放眼整個宇宙,質量達到太陽100億倍以上的黑洞也比比皆是。可以說,NGC 4395黑洞和它們相比,有點迷你了。
這對於天文學家來說,是一個非常好的消息,這填補了中等質量黑洞的空白,讓黑洞不再存在斷檔。
這就好比你走在一個商場里,放眼望去,整個商場只有100斤以下的胖子和300斤以上的胖子,沒有100-300斤之間體型的人,怎麼可能不覺得怪異呢?
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