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银河系可能有第二个超大质量黑洞?

2024-11-24 211


我们知道银河系中心潜伏着超大质量黑洞人马座 A *(Sgr A *),但它可能不孤单,最近一篇新研究指出,人马座 A* 身边可能还藏着一个较小的黑洞伙伴,质量约太阳的 10 万倍以内。

每个星系中心都有一个超大质量黑洞已是科学界共识,质量可达太阳质量的数百万~数十亿倍──但天文学家至今仍在研究为什么星系中心会出现超大质量黑洞,其中一个主流理论是超大质量黑洞可能成对出现。

事实上,成对的超大质量黑洞在宇宙中应该很常见,而假如星系中心黑洞真的成对绕着彼此旋转,就代表星系的中心锁定在双黑洞引力中,由于黑洞各自干扰周遭轨道的恒星,将改变恒星的轨道;换句话说,一颗恒星在绕着一对超大质量黑洞公转一圈之后,将不会精确回到原本的位置。

加州大学洛杉矶分校天体物理学家 Smadar Naoz 团队表示,我们可以透过超大质量黑洞对与周围恒星之间的引力相互作用,来预测恒星下一步将发生什么事,然后将预测模型与实际观测结果进行比较,从中检视科学家有否漏掉什么讯息。

在人马座 A* 周遭,有颗名为 S2 的恒星每 16 年绕行黑洞一圈,被天文学家翻来覆去研究透彻,Smadar Naoz 指出,假如人马座 A* 身边有个质量大于太阳 10 万倍的超大质量黑洞,它将对 S2 恒星轨道产生明显影响,但显然目前观测表明,S2 恒星只受人马座 A* 影响。

但如果是质量小于太阳 10 万倍的黑洞呢?Smadar Naoz 说,那它可能存在,且改变 S2 恒星轨道的力量可能没那么轻易就能探测到。

然而第二个超大质量黑洞若真实存在,将改变爱因斯坦广义相对论的预期结果,去年有其他天文团队才利用 S2 恒星与人马座 A*,验证了广义相对论的预测,万一下个 16 年科学家探测到疑似第二超大质量黑洞的影响,比如恒星轨道方向异常变化,可想届时将引发一番轰动。

我们可以透过两两超大质量黑洞相互作用释放的重力波来寻找,只不过这种重力波频率极低,LIGO-Virgo 探测器可能探测不到,但 NASA 计划中第一座放在外太空的重力波天文台──演化激光干涉太空天线(Evolved Laser Interferometer Space Antenna,eLISA)探测器,将有机会大展身手,帮助天文学家厘清银河系中心的黑洞究竟孤独一人还是有伴。

  • A second black hole at our galaxy’s center?
  • Does Supermassive Black Hole in Heart of Milky Way Have Hidden Friend?

(首图为黑洞示意图,来源:NASA)

延伸阅读:

  • 面对超大质量黑洞,广义相对论的预测再度通过验证
  • 恒星小兵与超大质量黑洞互动见真章,广义相对论再通过疯狂考验
  • 银河中心超大质量黑洞忽觉醒,发出史无前例的亮光
2019-12-20 04:04:00

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