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银河系*或存一群黑洞

科普小知识2021-06-30 13:32:59
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科学家在银河系核心附近发现高能X射线源。图片来源:美国宇航局/JPL-加州理工学院/欧空局/CXC/科学技术科学研究所的最新研究表明,银河系中心可能存在数百个黑洞。几十年来,科学家们一直在推断这种致密黑洞漩涡的存在,但从未探测到它们。最新发现支持现有的星系演化模型。

许多星系,包括银河系,在核心有一个超大质量黑洞。它是通过慢慢吸引许多较小的物体(包括恒星和整个星系)而生长的。科学家们长期以来一直怀疑这个核心区域可能还包含许多紧密围绕超大质量黑洞运行的小黑洞,但一直缺乏相关证据。

在最新的研究中,哥伦比亚大学的天体物理学家查尔斯·海利和他的同事仔细研究了钱德拉X射线天文台在过去几十年中收集的数据。这是一个轨道飞行器,设计用来探测爆炸恒星周围的极热物质和附近黑洞的高能辐射。当研究人员分析距离银河系超大质量黑洞大约12光年的空间区域(一个叫做人马座A*的天体)时,他们发现了数百个X射线源。当比较人马座A*最近区域和稍远区域的X射线辐射时,研究人员发现了很大的不同。

海利说,例如,距离银河系核心3.3光年以内的几个X射线源具有非常高比例的最高能量波长的辐射。现有的星系演化模型显示,在人马座A*附近只能找到一个这样的辐射源,而这次已经发现了12个这样的辐射源。研究人员在新出版的《自然》杂志上报道了这一发现。

海利说,至少六个或全部12个X射线源可能是天文学家所说的X射线双星。通常,双星中的一个成员是普通恒星,而另一个是黑洞或中子星。然而,包括中子星在内的X射线双星发出的辐射通常会急剧增加,然后至少每5到10年减弱一次。由于来自这些源的X射线辐射在过去12年里没有改变,海利推断这些双星包括小质量黑洞。

x射线双星系统在银河系并不常见。但是在天文学家观察到的这样一个系统中,他们也发现了许多没有伴星的黑洞。这个孤立的黑洞如此昏暗,以至于科学家在星系中心看不到它。然而,X射线二进制文件可以作为示踪剂,显示它们的位置和数量。海利和他的同事们认为,即使只有六个X射线源,包括黑洞,在距离银河系核心3.3光年的范围内,也可能有300到500个单独的黑洞。(宗华)

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