超大质量黑洞正在与银河系相撞

银河系与超大质量碰撞黑洞可能比我们想象的更近。

深藏在大型麦哲伦星云矮星系它以不断闭合的循环绕着银河系运行,已经检测到一个质量约为太阳质量 600,000 倍的巨大不可见物体的迹象。

由于大麦哲伦星云有一天会与我们自己的星系相撞,这意味着黑洞也注定会撞击。

更有趣的是,黑洞落入了一个罕见的质量状态,质量低于太阳的一百万倍。如果可以确认它的存在,它就为我们提供了一个新的数据点来理解它是如何的黑洞从星星大小的质量成长为块状的怪物,不仅相当于数百万,而且相当于数十亿个太阳的质量。

这项发现由哈佛和史密森尼天体物理中心(CfA)的天体物理学家Jiwon Jesse Han领导,已提交给天体物理学杂志,目前在 Preprint Server 上可用arXiv.

黑洞实际上很难被发现。除非它们积极地啜饮物质,这是一个在物质受到摩擦和重力超热时产生炽热光的过程,否则它们不会发出我们无法检测到的辐射。

这意味着科学家们必须变得棘手,他们的技巧之一就是寻找以其他方式无法解释的方式移动的恒星。

大麦哲伦星云。(Zdeněk Bardon/ESO)

执行此作的主要方法是测量异常轨道.例如,天文学家正是通过仔细研究银河系中心的轨道确认了存在和质量人马座 A*,银河系中心的超大质量黑洞(如果你感兴趣的话,它大约有 430 万个太阳质量)。

然而,Han 和他的同事并没有寻找轨道。相反,他们的研究集中在另一种类型的恒星运动上:超高速恒星,这是一种异常天体,其移动速度比银河系中其他恒星的平均速度要快得多——如此之快,它们甚至可以突破星系际空间。

有许多这样的胆大妄为的明星在银河光环,目的地未知。

这些恒星加速的方式使研究人员产生了一个概念,即它们可能会引领我们走向隐藏的黑洞.这种加速踢被称为希尔斯机制,即黑洞和两颗恒星之间的三体相互作用。最终,引力之舞将导致这个三元组的成员以超高速在太空中被强行喊叫。

最近退役的盖亚太空望远镜在太空中花了几年时间绘制银河系天体的地图,包括它们在三维空间中的位置(这比你想象的要难) 以及它们的运动和速度。

利用盖亚数据,研究人员对银河系外晕中的 21 颗超高速恒星进行了新的分析,这些恒星与 Hills 机制一致。这些恒星都是 B 亚型,巨大而炽热,寿命相对较短,这意味着它们在太空中的高速旅行也必须相对较短。

这项分析涉及将恒星的速度和运动追溯到它们的原点,仔细地排除我们其他可能的加速情景。他们能够自信地追踪 16 颗恒星。其中 7 颗起源于银河系中心的 Sgr A* 附近。

然而,剩下的九颗恒星似乎来自大麦哲伦星云。他们共同提出了一个重达约 600,000 个太阳质量的物体通过希尔斯机制抛射——一个隐藏的黑洞潜伏在其中。

使用斯皮策太空望远镜通过红外眼看到的大麦哲伦星云。(美国宇航局/JPL-加州理工学院/STScI)

大麦哲伦星云目前围绕银河系运行,距离约为 160,000 光年。它漫长而缓慢地坠入我们的银河系并不是一件简单的事情,而是一场持续的舞蹈;最近的估计显示,这次遭遇战的时间大约是20 亿年之外.

一旦两个星系合并,大麦哲伦星云中的超大质量空洞(如果有黑洞的话)将前往星系中心,最终在亿万年后与 Sgr A* 合并,形成一个更大的黑洞。

天文学家认为,这是黑洞从相对较小的尺寸发展到更大的黑洞的一种方式。如果看到这个过程在我们自己的银河系中慢慢发生,那将是多么不可思议——即使我们是不会在身边看到结局.

该团队希望,未来的研究将帮助他们确认存在并确定他们迷人的新发现的特性。

该研究提交给天体物理学杂志,可在arXiv.

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