在新的调查中可能发现了数百个黑洞“缺失的环节”

一项揭示宇宙中看不见的大多数的调查刚刚发现了黑洞这可能有助于解开宇宙中最大的谜团之一。

天文学家潜伏在散布在整个太空中的矮星系中心，发现了 2,444 个活跃的黑洞，它们从周围的物质中吸食物质。而且，更令人惊讶的是，其中 298 个似乎是那个难以捉摸的野兽，即黑洞中等质量——长期以来一直被认为是恒星质量黑洞和超大质量庞然大物之间缺失的一环。

这几乎是以前已知的数量的三倍中等质量黑洞（IMBH） 候选者，代表了迄今为止最大的一次收获——这一发现对于我们理解黑洞如何达到相当于数百万或数十亿个太阳的质量具有巨大意义。

“矮活跃星系核候选者的统计样本，”研究人员写道，“对于解决与最小尺度的星系演化相关的几个关键问题，包括低质量星系的吸积模式以及星系与其中心黑洞的共同演化，将具有不可估量的价值。

超大质量黑洞可以在所有大型、形状良好的星系的中心找到。它们是星系围绕其旋转的核心，它们的质量非常巨大。超大质量黑洞位于银河系的中心是太阳质量的 430 万倍。这是质量规模的低端;这些野兽可以达到数百亿个太阳质量.

我们不知道这些黑洞是怎么长得这么大的。目前的理论模型提出，一种途径是通过吸积和合并增长，与它们的星系一起增长;但是我们目前的技术不允许我们在早期宇宙中看到这些黑洞的 “种子”。它们太小太暗了。

然而，我们能做的是在本地宇宙中寻找具有小黑洞的等效小星系。并且，使用暗能量光谱仪 （设计），这是一种旨在调查宇宙的仪器，这就是由犹他大学天文学家 Ragadeepika Pucha 领导的团队所做的。

在运行的第一年，该地球天文台收集了 114,496 个矮星系的观测数据——其细节足够高，天文学家可以放大并仔细研究它们的中心，寻找正在积极进食的黑洞的迹象，被称为活跃的星系核。

“当星系中心的黑洞开始进食时，它会向周围环境释放出大量的能量，转化为我们所说的活跃的星系核。”普查 说.“这种戏剧性的活动就像一座灯塔，使我们能够识别这些小星系中隐藏的黑洞。”

他们在矮星系中发现的活跃星系核数量（2,444 个）占矮星系样本总数的 2.1%。这是一个巨大的数字，几乎是之前调查中发现的比例的四倍。

这意味着那里的低质量超大质量黑洞可能比我们根据以前的数据所能解释的要多得多。

这些观测结果非常详细，以至于该团队能够使用它们来尝试计算他们正在观察的黑洞的质量。从这些计算中，研究人员确定了近 300 个 IMBH 候选者，它们的质量大约是太阳质量的 100 到 100,000 倍。

天文学家高度寻找这种质量状态下的黑洞，因为它们非常罕见。我们知道，一颗垂死的大质量恒星可以产生一个黑洞，但是这些单星天体的上部质量是几十个太阳质量。我们没有一个很好的天体样本来解释这些（相对）微小的黑洞是如何长成超大质量的。

我们确实知道黑洞可以合并以产生更大的黑洞.在该质量间隙中对 IMBH 进行真正可靠的采样将大大有助于至少部分解开谜团，为我们提供大量证据，证明该过程最终可以产生一些绝对的黑洞单元。

该团队的新收获可能只是给我们提供了这个样本。以前，只确定了大约 100 到 150 名 IMBH 候选人。Pucha 和她的同事的工作为我们提供了 151 名自信的候选人和 147 名暂定候选人。至少，它似乎比以前的目录增加了一倍多。

它已经打破了我们的期望。他们发现的 IMBH 候选星系中只有 70 个位于矮星系中。其余的都在正常的星系中闲逛。这表明黑洞和星系的协同演化可能不像就像我们想象的一样简单.

而这还只是来自 DESI 的早期数据。还有更多的东西等待被发现，还有很多问题有待回答。

“例如，黑洞形成的机制和它们所居住的星系类型之间有什么关系吗？”普查 说.“我们丰富的新候选者将帮助我们更深入地研究这些谜团，丰富我们对黑洞及其在星系演化中的关键作用的理解。”

该研究已发表在天体物理学杂志.

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