美国国家航空航天局的哈勃望远镜和钱德拉望远镜发现了一种罕见的黑洞吞噬恒星 _美国

据美国国家航空航天局：美国宇航局的哈勃太空望远镜和钱德拉X射线天文台合作，发现了一种罕见黑洞的新可能例子。这个名为NGC 6099 HLX-1的明亮X射线源似乎位于一个巨大椭圆星系中的一个紧凑星团中。
就在1990年发射几年后，哈勃发现，整个宇宙中的星系中心可能含有超大质量黑洞，其质量是我们太阳的数百万或数十亿倍。此外，星系还包含多达数百万个质量不到太阳100倍的小黑洞。当大质量恒星到达生命的尽头时，它们就会形成。
更难以捉摸的是中等质量黑洞（IMBH），其质量在太阳的几百到几十万倍之间。这类不太大也不太小的黑洞通常是我们看不见的，因为IMBH不会像超大质量黑洞那样吞噬那么多的气体和恒星，而超大质量黑洞会发出强大的辐射。它们必须在觅食时被抓住才能被发现。当它们偶尔吞噬一颗不幸的绕行恒星时——天文学家称之为潮汐破坏事件——它们会喷出大量辐射。
正如《天体物理学杂志》的一项新研究所述，望远镜数据中捕捉到的最新可能的IMBH位于星系NGC 6099的郊区，距离星系中心约40000光年。该星系位于大力神星座，距离我们约4.5亿光年。
右上角和左下角的两个椭圆星系呈现为模糊的白色椭圆。在底部中心是一个模糊的紫色斑点，由一个白色框勾勒出来。白线从盒子的角落向外倾斜，形成紫色斑点的爆炸。中心是一个标有HLX-1的白点。主图像中还有两颗明亮的恒星，它们有明显的衍射尖峰。太空的背景是黑色的，点缀着微小的白点。

哈勃太空望远镜拍摄的一对星系图像：NGC 6099（左下）和NGC 6098（右上）。紫色斑点描绘了紧凑星团的X射线发射。X射线是由一个中等质量的黑洞撕裂恒星产生的。来源：科学：美国国家航空航天局、欧洲航天局、CXC、Yi-Chi Chang（国立清华大学）；图像处理：Joseph DePasquale（STScI）
天文学家在2009年钱德拉望远镜拍摄的图像中首次看到了一个不寻常的X射线源。然后，他们用欧洲航天局的XMM-Newton太空天文台追踪了它的演变。
台湾新竹国立清华大学的主要作者Yi-Chi Chang说：“具有如此极端亮度的X射线源在星系核外是罕见的，可以作为识别难以捉摸的IMBH的关键探测器。它们代表了恒星质量和超大质量黑洞之间黑洞演化中的一个关键缺失环节。” 。
来自NGC 6099 HLX-1的X射线辐射温度为300万度，与潮汐破坏事件一致。哈勃发现了黑洞周围有一小群恒星的证据。这个星团将给黑洞带来很多盛宴，因为恒星是如此紧密地挤在一起，它们相距只有几个光月（约5000亿英里）。
疑似IMBH在2012年达到最大亮度，然后继续下降到2023年。在此期间的光学和X射线观测不重叠，因此这使解释变得复杂。黑洞可能撕裂了一颗被捕获的恒星，形成了一个显示可变性的等离子体盘，或者它可能形成了一块随着气体向黑洞坠落而闪烁的盘。
意大利国家天体物理研究所（INAF）的研究合著者罗伯托·索里亚说：“如果IMBH正在吞噬一颗恒星，需要多长时间才能吞下恒星的气体？2009年，HLX-1相当明亮。然后在2012年，它的亮度大约是100倍。然后它又下降了。” 。“所以现在我们需要等待，看看它是否会多次燃烧，或者有一个开始，有一个峰值，现在它只会一直下降，直到消失。”
IMBH位于宿主星系NGC 6099的外围，距离星系中心约40000光年。银河系的核心可能有一个超大质量黑洞，它目前处于静止状态，没有吞噬一颗恒星。
黑洞积木
该团队强调，对IMBH进行调查可以揭示更大的超大质量黑洞最初是如何形成的。有两种替代理论。一个是IMBH是通过聚在一起建立更大黑洞的种子，因为大星系是通过吸收较小的星系来生长的。星系中心的黑洞在这些合并过程中也会生长。哈勃望远镜的观测揭示了一个比例关系：星系的质量越大，黑洞就越大。这一新发现的新情况是，星系可能有“卫星IMBH”，它们在星系的光环中运行，但并不总是落在中心。
另一种理论是，早期宇宙中暗晕中间的气体云不会首先产生恒星，而是直接坍塌成超大质量黑洞。美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜发现，非常遥远的黑洞相对于其宿主星系的质量不成比例地更大，这往往支持这一观点。
然而，观测可能会偏向于探测遥远宇宙中的超大质量黑洞，因为那些较小的黑洞太微弱而看不见。事实上，我们的动态宇宙如何构建黑洞可能会有更多的变化。在暗物质晕内坍缩的超大质量黑洞可能只是以与生活在矮星系中的黑洞不同的方式生长，而矮星系中黑洞吸积可能是最受欢迎的生长机制。
索里亚说：“所以，如果我们幸运的话，我们会发现更多的自由漂浮的黑洞由于潮汐破坏事件而突然变得X射线明亮。如果我们能做一项统计研究，这将告诉我们这些IMBH有多少，它们破坏恒星的频率有多高，更大的星系是如何通过聚集更小的星系而增长的。” 。
挑战在于，钱德拉和XMM-Newton只观察了天空的一小部分，所以他们不经常发现新的潮汐破坏事件，在这些事件中，黑洞正在吞噬恒星。智利的维拉·C·鲁宾天文台是美国国家科学基金会和能源部的一台全天巡天望远镜，可以在数亿光年外的光学光中探测到这些事件。哈勃和韦伯的后续观测可以揭示黑洞周围的星团。
哈勃太空望远镜已经运行了三十多年，并继续取得突破性的发现，这些发现塑造了我们对宇宙的基本理解。哈勃是美国国家航空航天局和欧洲航天局（ESA）之间的国际合作项目。位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心负责管理望远镜和任务操作。总部位于丹佛的洛克希德·马丁航天公司也支持戈达德的任务操作。巴尔的摩的太空望远镜科学研究所由天文学研究大学协会运营，为美国国家航空航天局进行哈勃科学操作。