天文学家发现距离地球最近的黑洞

一个黑洞可能比我们银河系中心的超大质量人马座 A* 更靠近地球。不过，不要惊慌。虽然这是此类证据中的第一个，但潜在的中等质量时空奇点并不构成行星威胁。但半人马座欧米茄星团的中心似乎证实了关于星系形成性质的长期理论。7 月 10 日发表在《自然》杂志上的一项研究描述了这一“非凡证据”。

自 1964 年发现天鹅座 X-1 以来，天文学家已经发现了数十个不同质量大小的黑洞。例如，人马座 A* 位于周围银河系中心，距离地球约 27,000 光年。与无数其他星系中心一样，人马座 A* 被称为超大质量黑洞，质量相当于数十亿个太阳。但黑洞不仅有超大质量——之前观测到的恒星黑洞也包含一个到几十个太阳质量。

然而，中等质量黑洞对于天文学家来说却是难以捉摸的。专家推测这是因为它们周围的矮星系经常被较大的星系吸收。在此过程中，中等质量黑洞及其周围的星系核心星团在时间上被冻结。它无法吞噬任何物质，因此这个星团永远保持稳定、适中的尺寸——就像半人马座欧米茄星团一样。

半人马座欧米茄距离地球约 18,000 光年，数十亿年前，在银河系吞噬它之前，它是一个独立的星系核。天文学家长期以来一直认为，星系核中有一个中等质量的黑洞，但一直无法证实这一点。多亏了马克斯-普朗克天文研究所 (MPIA) 和犹他大学的研究人员领导的团队，这一假设可能最终得到证实。

正如新研究所解释的那样，天文学家现在找到了半人马座 Omega 中中等质量黑洞的最佳候选者。MPIA 博士生 Maximilian Häberle 负责了一项艰巨的任务，即通过检查哈勃太空望远镜拍摄的 500 多张照片，精心记录星团内 140 万颗恒星的极快速度。考虑到它们的相对速度，天文学家认为一个集中的质量（即黑洞）位于所有这些恒星中间的某个地方。然而，由于无法确定恒星是靠近一个巨大的物体，还是仅仅非常靠近一个较小的物体，因此无法使用单个恒星的速度来确定这个质量的大小。

哈伯勒在附带声明中表示：“寻找高速恒星并记录它们的运动就像大海捞针。”

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在这些恒星中，只有七颗速度和方向运动各不相同的恒星似乎暗示着它们接近宇宙质量。在详细检查了每颗恒星的特性后，Häberle 和同事们现在确信是什么影响了它们的运动。

“之前的研究引发了一些关键问题，比如‘高速恒星在哪里？’”MPIA 小组负责人 Nadine Neumeyer 补充道。“现在我们找到了答案，并确认半人马座欧米茄星上有一个中等质量黑洞。”据 Neumeyer 介绍，这个中等质量黑洞距离地球 18,000 光年，是已知距离地球最近的黑洞，甚至比银河系中心的人马座 A* 还要近。

进一步的研究表明，半人马座欧米茄黑洞的质量至少相当于 8,200 个太阳，但不要指望能拍到它的照片。这对团队来说其实是件好事——在预期位置没有任何可见物体进一步表明了黑洞的存在，因为没有光能逃脱它的引力。

“这是职业生涯中难得一见的发现。我已经为此兴奋了九个月。每次想到它，我都难以入眠，”犹他大学天文学副教授兼联合首席研究员阿米尔·塞思 (Amil Seth) 在另一封电子邮件声明中表示。“我认为非凡的主张需要非凡的证据。这真的是非凡的证据。”