天文学家确定迄今为止最小的超大质量黑洞

时间：2021-10-16 11:24:58 来源：

斯隆数字天空勘测图像RGG 118，该星系包含有史以来最小的超大质量黑洞。插图是Chandra图像，显示了黑洞周围的热气。学分：NASA / CXC /密西根大学/V.F.Baldassare等；光学的：SDSS

利用NASA的钱德拉X射线天文台和6.5米的黏土望远镜，一组天文学家确定了在银河系中心发现的最小的超大质量黑洞。这个矛盾的物体可以提供线索，说明在过去130亿年或更久的时间里，更大的黑洞及其母星系是如何形成的。

天文学家估计，这个超大质量黑洞约为太阳质量的50,000倍。这小于银河系中心先前最小黑洞的质量的一半。

密歇根大学安阿伯分校的Vivienne Baldassare说：“这听起来很矛盾，但是找到这么大的黑洞非常重要。”第一篇论文发表在《天体物理学杂志快报》上。“我们可以使用对最亮的超大质量黑洞的观察来更好地了解不同大小的黑洞是如何生长的。”

这个微小的重量级黑洞位于一个名为RGG 118的矮盘星系的中心，该星系距地球约3.4亿光年，最初是使用斯隆数字天空调查发现的。

研究人员使用来自黏土望远镜的可见光数据研究了银河中心附近的冷气体运动，从而估算了黑洞的质量。他们使用Chandra数据得出了向黑洞旋转的热气的X射线亮度。他们发现，这种热气体的辐射压力向外推动大约是黑洞向内引力的1％，与其他超大质量黑洞的性质相匹配。

以前，科学家已经注意到超大质量黑洞的质量和其宿主星系中心恒星的速度范围之间的关系。这种关系也适用于RGG 118及其黑洞。

密歇根大学的合著者艾米·雷内斯（Amy Reines）说：“我们发现这个小质量超大黑洞的行为与它的表亲差不多，在某些情况下甚至更大。”“这告诉我们黑洞无论大小如何都以类似的方式增长。”

RGG 118中的黑洞的质量几乎是银河系中心发现的超大质量黑洞的100倍。它的质量也比其他星系中心发现的最重的黑洞小20万倍。

天文学家正试图从大爆炸发生不到十亿年的时间里了解十亿个太阳质量的黑洞的形成，但是用当前的技术是无法发现的。RGG 118中的黑洞为天文学家提供了研究附近小超大质量黑洞的机会。

天文学家认为，当质量约为太阳的10,000至100,000倍的大量气体瓦解成黑洞时，可能会形成超大质量的黑洞。然后，许多这些黑洞种子会合并形成更大的超大质量黑洞。或者，一个超大质量的黑洞种子可能来自一颗恒星，大约是太阳质量的100倍，在耗尽燃料并坍塌后最终形成一个黑洞。

密歇根大学的埃琳娜·加洛说：“关于这些超大质量黑洞是如何诞生的，我们有两个主要想法。”“ RGG 118中的这个黑洞可以作为非常早期宇宙中那些人的代理，并最终可以帮助我们确定两者中哪一个是正确的。”

研究人员将继续寻找其他超大质量黑洞，这些黑洞的大小与RGG 118中的黑洞相当，甚至更小，以帮助确定哪个模型更准确，并加深他们对这些物体如何生长的理解。

该论文的另一位合著者是新泽西州普林斯顿普林斯顿大学的珍妮·格林。NASA位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理NASA华盛顿州科学任务局的Chandra计划。位于马萨诸塞州剑桥市的史密森尼天体物理天文台负责管理钱德拉的科学和飞行业务。

研究报告的PDF副本：RGG 118原子核中约有50,000太阳质量的黑洞

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