360 億個太陽：創(chuàng)紀錄的黑洞發(fā)現(xiàn)可能會達到最大

一個黑洞在宇宙深處，大約 50 億光年外，可能是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大質量。

根據(jù)新的測量結果，星系 SDSS J1148+1930 擁有一個龐然大物，質量約為太陽質量的 363 億倍。這使得黑洞的質量非常接近實際上限。對于上下文，銀河系的中心黑洞是個小玩意兒430萬個太陽質量.

這個新發(fā)現(xiàn)的黑洞不再屬于超大質量– 事物的巨獸是超巨大的。

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“這是前 10 名最大規(guī)模的黑洞有史以來發(fā)現(xiàn)的，而且很可能是最大的，”天體物理學家托馬斯·科萊特說英國樸茨茅斯大學。

“大多數(shù)其他黑洞質量測量都是間接的，并且具有相當大的不確定性，因此我們真的不確定哪個最大。然而，由于我們的新方法，我們對這個黑洞的質量有了更多的確定性。

超大質量黑洞大于大約一百萬個太陽質量，被認為潛伏在每個全尺寸星系的中心，這是銀河系中其他一切圍繞著它的引力樞紐。

從理論上講，黑洞的質量是無限的。實際上，其他限制因素，例如增長率，表明黑洞在宇宙當前 138 億年的壽命內(nèi)可以達到的最大質量約為500億個太陽質量.

然而，我們測試這些上限的唯一方法是找到所涉及的黑洞。這給我們帶來了地球天空中一個迷人的特征，稱為宇宙馬蹄鐵.這是一個馬蹄形的光暈，圍繞著一個中心發(fā)光的斑點形成弧線——這是一種罕見的宇宙排列的結果，稱為引力透鏡。

涂片和斑點這兩個組成部分中的每一個都沿著同一視線，距離不同。這個斑點實際上是一個質量如此之大的星系，以至于它的引力場扭曲并放大了來自更遠光源的光。這就是造成涂抹的原因。

我們可以學到很多關于遙遠的星星和星系以這種方式放大，但在這種情況下，它是前景由巴西南里奧格蘭德聯(lián)邦大學的卡洛斯·梅洛-卡內(nèi)羅領導的天文學家團隊發(fā)現(xiàn)了驚人的黑洞。

“這一發(fā)現(xiàn)是針對一個'休眠'黑洞做出的——一個在觀測時沒有積極吸積物質的黑洞，”梅洛-卡內(nèi)羅 說.“它的探測純粹依賴于其巨大的引力及其對周圍環(huán)境的影響。”

在透鏡系統(tǒng)中，透鏡的范圍揭示了引力場的強度，引力場的強度與前景物體的質量有關。由于超大質量黑洞的質量是與星系的質量成正比，這是計算銀河系中心黑洞質量的一種方法。

確定靜止黑洞質量的另一種工具涉及恒星運動學——星星和其他物質旋轉的方式。軌道的長期觀測例如，在銀河系的銀河系中心周圍，證實了其中黑洞的存在，并提供了其質量的測量。

宇宙馬蹄鐵號于 2007 年被發(fā)現(xiàn)。從那時起，每隔一段時間進行的觀測使研究人員能夠確定銀河系中心正在發(fā)揮作用的運動。結合對更遙遠星系徑向弧的分析，結果給出了研究人員所說的非常穩(wěn)健的測量結果。

已經(jīng)檢測到更重的黑洞，但測量結果可能不太可靠。噸-618就是一個著名的例子。它的質量最初被認為是大約 660 億個太陽質量;然而，這在 2019 年被下調為大約400億個太陽質量基于銀河運動學。

然而，讓 SDSS J1148+1930 更令人興奮的是，它是所謂的化石星系。這是一個星系的單個大塊，它曾經(jīng)是一個星系團.研究人員認為，隨著時間的推移，星系團中的星系——每個星系的中心都有一個超大質量黑洞——合并，它們的黑洞最終也變成了一個 360 億太陽質量的大黑洞。

這是關于宇宙眾多懸而未決的問題之一的巨大線索：如何超大質量黑洞變得如此巨大。

在宇宙馬蹄鐵中，“我們看到了星系形成的終結狀態(tài)和黑洞形成的終結狀態(tài)”。科萊特 說.

該發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在英國皇家天文學會月刊.

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