天文学家已识别并测量出迄今为止质量最大的黑洞,其质量高达360亿个太阳质量。这个超大质量黑洞接近宇宙中理论上可能存在的上限,大约是银河系中心超大质量黑洞人马座A*质量的1万倍。
这张哈勃图像展示了宇宙马蹄形引力透镜(中心右侧):新发现的超大质量黑洞位于橙色星系的中心;在它后方很远的地方是一个蓝色星系,由于前景橙色星系的巨大质量造成时空扭曲,该蓝色星系被扭曲成马蹄形环。图像来源:NASA / ESA / 哈勃。
新发现的超大质量黑洞位于宇宙马蹄形引力透镜系统内,其中的透镜星系是目前已知质量最大的强引力透镜之一。该透镜系统也被称为SDSS J1148+1930和CSWA 1,位于50亿光年外的狮子座。
南里奥格兰德联邦大学的博士生卡洛斯·梅洛表示:“通常情况下,对于如此遥远的系统,只有当黑洞处于活跃状态时,才有可能测量其质量。但那些基于吸积的估计往往存在很大的不确定性。我们将强引力透镜与恒星动力学相结合的方法,即使对于这些遥远的系统,也能提供更直接、可靠的测量。”
朴茨茅斯大学的托马斯·科利特教授说:“新发现的黑洞是有史以来发现的质量排名前十的黑洞之一,很可能是质量最大的。其他大多数黑洞质量的测量是间接的,且不确定性很大,所以我们并不确定哪个黑洞最大。然而,由于我们的新方法,我们对这个黑洞的质量有了更大的确定性。”
研究人员利用引力透镜和恒星运动学相结合的方法探测到了宇宙马蹄形黑洞。后者被视为测量黑洞质量的黄金标准,但在非常邻近宇宙之外并不适用,因为星系在天空中看起来太小,无法分辨超大质量或超大质量黑洞所在的区域。
科利特教授说:“加入引力透镜帮助我们进一步探索宇宙。我们通过两种方式探测到了黑洞的影响——它改变了光线经过黑洞时的路径,并且导致其宿主星系内部区域的恒星运动速度极快(接近每秒400公里)。通过结合这两种测量,我们可以完全确定ȿ..
梅洛说:“这一发现是针对一个‘休眠’黑洞——在观测时它并没有积极地吸积物质。对它的探测完全依赖于其巨大的引力以及它对周围环境的影响。特别令人兴奋的是,这种方法使我们能够探测和测量宇宙中这些隐藏的超大质量黑洞的质量,即使它们完全不活跃。”
宇宙马蹄形系统的一个有趣特征是,宿主星系是一个所谓的化石星系团。化石星系团是宇宙中质量最大的引力束缚结构的最终状态,当它们坍缩成一个极其巨大的单一星系,且没有明亮的伴星系时就会形成。
科利特教授说:“很可能最初在伴星系中的所有超大质量黑洞现在也已经合并,形成了我们探测到的超大质量黑洞。所以我们看到的是星系形成和黑洞形成的最终状态。”该团队的论文今天发表在《皇家天文学会月刊》上。






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“震撼发现!黑洞新纪录!”