哈勃望远镜在半人马座欧米茄球状星团发现中等质量黑洞的有力证据 _美国

据美国宇航局：大多数已知的黑洞要么质量极大，就像位于大星系核心的超大质量黑洞，要么相对较轻，质量不到太阳的100倍。然而，中等质量黑洞（IMBH）很少见，被认为是黑洞演化中罕见的“缺失环节” 。
现在，一个国际天文学家团队使用了美国国家航空航天局哈勃太空望远镜拍摄的500多张图像，这些图像跨越了20年的观测，通过追踪球状星团半人马座欧米茄最内层区域七颗快速移动恒星的运动，寻找中等质量黑洞的证据。

半人马座欧米茄的质量大约是其他大型球状星团的10倍，几乎和一个小星系一样大，由大约1000万颗受引力束缚的恒星组成。图像：欧洲航天局/哈勃、美国国家航空航天局、马克西米利安·海伯利（MPIA）
这些恒星为中等质量黑洞对它们的引力提供了新的令人信服的证据。迄今为止，只有少数其他IMBH候选人被找到。
半人马座欧米茄由大约1000万颗受引力束缚的恒星组成。这个星团的质量大约是其他大型球状星团的10倍，几乎和一个小星系一样大。
在科学家们想要回答的众多问题中，有没有IMBH，如果有，它们有多常见？超大质量黑洞是从IMBH生长出来的吗？IMBH本身是如何形成的？密集的星团是他们最喜欢的家园吗？
天文学家现在已经为这些恒星的运动创建了一个巨大的目录，测量了从哈勃星团图像中收集到的140万颗恒星的速度。这些观测大多旨在校准哈勃望远镜的仪器，而不是用于科学用途，但事实证明，它们是该团队研究工作的理想数据库。

这张照片显示了半人马座欧米茄球状星团的中心区域，美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜在那里发现了中等质量黑洞候选者的有力证据。图像：欧洲航天局/哈勃、美国国家航空航天局、马克西米利安·海伯利（MPIA）
“我们发现了七颗不应该存在的恒星，”德国马克斯·普朗克天文学研究所的Maximilian Häberle解释道，他领导了这项调查。“它们移动得如此之快，以至于它们会逃离星团，永远不会回来。最可能的解释是，一个非常大的物体在引力作用下拉着这些恒星，使它们靠近中心。唯一一个如此大的物体是黑洞，其质量至少是太阳的8200倍。”
几项研究表明，半人马座欧米茄中存在IMBH 。然而，其他研究表明，质量可能是由恒星质量黑洞的中心星团造成的，并且表明，相比之下，缺乏超过必要逃逸速度的快速移动恒星，IMBH的可能性较小。

一个国际天文学家团队使用了美国国家航空航天局哈勃太空望远镜拍摄的500多张图像，这些图像跨越了20年的观测，在天空中最大、最亮的球状星团半人马座欧米茄的最内层区域探测到了7颗快速移动的恒星。这些恒星为中等质量黑洞（IMBH）的存在提供了令人信服的新证据。迄今为止，只有少数其他IMBH候选人被找到。这张图片显示了半人马座欧米茄中IMBH的位置。如果得到证实，候选黑洞距离地球17700光年，比银河系中心430万太阳质量的黑洞更近，银河系中心距离地球26000光年。除了银河系中心，这也是唯一一个已知的大量恒星与大质量黑洞紧密结合的案例。此图像包括三个面板。左边的第一张图片显示了球状星团半人马座欧米茄，这是一个在太空黑色背景上由无数红色、白色和蓝色恒星组成的集合。第二张图片显示了这个星团中心区域的细节，并对单个恒星进行了更近的观察。第三张图片显示了IMBH候选者在集群中的位置。图像：欧洲航天局/哈勃、美国国家航空航天局、马克西米利安·海伯利（MPIA）
“这一发现是迄今为止在半人马座欧米茄中发现IMBH的最直接证据，”德国马克斯·普朗克天文学研究所的团队负责人Nadine Neumayer补充道，他与盐湖城犹他大学的Anil Seth一起发起了这项研究。“这很令人兴奋，因为已知的其他质量相似的黑洞很少。半人马座欧米茄中的黑洞可能是我们宇宙邻居中IMBH的最佳例子。”
如果得到证实，候选黑洞距离地球17700光年，比银河系中心的430万太阳质量黑洞更近，后者距离地球26000光年。
半人马座欧米茄在地球上肉眼可见，是南半球观星者最喜欢的天体之一。该星团位于银河系平面上方，从黑暗的农村地区看去，它几乎和满月一样大。大约2000年前，它作为一颗恒星首次被列入托勒密的星表。Edmond Halley在1677年将其报告为星云。19世纪30年代，英国天文学家约翰·赫歇尔首次将其识别为球状星团。
由Häberle等人领导的这篇发现论文今天在线发表在《自然》杂志上。
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。位于科罗拉多州丹佛市的洛克希德·马丁航天公司也支持戈达德的任务操作。马里兰州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。