在银河系中发现潜伏的罕见、缺失的环节黑洞

宇宙中最受追捧的物体之一刚刚在银河系中被探测到。

在大约17,000光年外的一个名为Omega Centauri的紧密排列的球形星团的中心，天文学家发现了中等质量的证据黑洞，使宇宙尺度的质量至少相当于8,200个太阳。

这是我们迄今为止关于这些难以捉摸的野兽的最佳线索之一——黑洞它们的质量范围介于恒星质量黑洞和潜伏在星系中心的超大质量怪物之间。这是在球状星团中进行的一系列探测中的最新一次 - 证实了这些奇怪的组合是最好的观察地点之一。

“在这里，我们报告了在半人马座欧米茄中心3角秒（0.08 pc）中七颗快速移动的恒星的观测结果，”由马克西米利安·哈伯勒（Maximilian Häberle）领导的天文学家团队写道德国马克斯·普朗克天文学研究所。

“快速移动的恒星的速度明显高于星团的预期中心逃逸速度，因此它们的存在只能通过与大质量黑洞的束缚来解释。仅从速度来看，我们就可以推断出黑洞质量的下限约为8,200个太阳质量，这为局部宇宙中等质量黑洞提供了一个很好的案例。

中等质量黑洞（IMBHs）供不应求，至少就我们迄今为止能够测量的而言是这样。它们的质量范围定义不明确，通常在大约100到100,000到100万太阳质量之间。

在两边，我们在小端都有恒星质量的黑洞，这些黑洞是由一颗大质量恒星的核心坍缩形成的，以及这些黑洞的合并;在更大的一侧是超大质量的恒星，是太阳质量的数百万到数十亿倍。

这带来了一个问题，因为如果没有IMBH，就没有“结缔组织”在两个质量范围之间架起桥梁。天文学家认为，超大质量黑洞可以从缓慢的积累中逐渐增长，等级合并恒星质量的黑洞，但我们需要更多的证据来解释IMBHs的超大质量黑洞数量。

球状星团似乎是一个观察的好地方。这些是数以百万计的恒星群，它们都以大致球形的结构一起悬挂，像闪闪发光的沙丁鱼一样挤在一起。银河系有大约150个已知的球状星团，它们的起源有点神秘。

但之前的研究球状星团有发现高浓度群众在他们的中心与质量范围中等质量黑洞。而且，事实上，有证据表明可能就是潜伏其中的这样一个物体.

欧米茄半人马座是被认为是剥离的核心或者曾经是一个被称为矮星系的原子核盖亚香肠.它大约有150光年宽，包含大约1000万颗恒星。矮星系就像是全尺寸星系的较小版本，有可能，它们的中心不是超大质量黑洞，它们围绕 IMBH 旋转.

现在，如果黑洞只是在太空中闲逛而无所事事，那么就很难被发现，因此在球状星团和矮星系中寻找IMBHs通常转向恒星运动学 - 研究恒星由于引力相互作用而围绕质量移动的方式。最著名的例子是围绕巨大黑洞运行的恒星在银河系的中心，人马座A*（Sgr A*）。

以前研究恒星运动的研究在Omega Centauri中已找到证据表明存在 IMBH潜伏在其中。这些都是十多年前的事了，Häberle和他的同事们想真正进入那里，看看他们是否可以进一步缩小范围。

利用哈勃太空望远镜收集的20年数据（超过500张图像），他们构建了一份更新的、更详细的半人马座中心区域的运动目录，寻找那些似乎在移动的恒星，就好像受到一个巨大的看不见的质量的影响一样。

在最中心的区域，他们发现了一些快速移动的恒星，这些恒星与围绕Sgr A*运行的恒星非常相似。而且，通过仔细研究它们的速度和运动，他们能够确定它们似乎与之相互作用的物体的质量下限。在8,200太阳质量下，无论你从哪个角度切开它，这都是一个IMBH。

事实上，研究人员说，IMBH是他们所发现的唯一合理的解释。

“这个黑洞为研究低质量星系中的黑洞人口统计学提供了一个重要的数据点，以及在更大质量的球状星团和剥离的[银河系]核中被探测到的其他黑洞。他们在论文中写道.

“此外，这个黑洞提供了最接近的大质量黑洞，并且仅在Sgr A*之后的第二个黑洞，我们可以研究多个单独绑定的恒星伴星的运动。

他们说，这一发现表明，我们重新审视其他球状星团，并应用类似的方法来缩小其中可能发现的秘密范围。

该研究已发表在自然界.

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