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这个巨大的星系拥有迄今为止测量到的最大黑洞

Abell 85 星系团中的巨型黑洞,其大小约等于我们的太阳系,但质量却相当于 400 亿个太阳。

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如图所示,Abell 85 星系团是宇宙中已知最大的黑洞的所在地。来源:Matthias Kluge/USM/MPE

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天文学家发现了一个有史以来测量过的最大的黑洞——它的质量是太阳的 400 亿倍,大约相当于我们银河系所有恒星质量的三分之二。这个巨大的黑洞潜藏在一个本身就超大质量的星系中,该星系可能由至少八个小型星系的碰撞形成。

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Holm 15A 是位于 Abell 85 星系团中心的巨大椭圆星系。一个天文学家团队捕捉到了 Holm 15A 的恒星围绕该星系中心黑洞运行的快照,并创建了一个模型来帮助他们计算黑洞的质量。该团队在最近发布到预印本网站 arXiv 并即将在《天体物理学杂志》上发表的一篇论文中描述了他们的发现。

制造巨型星系

当两个螺旋星系——例如我们的银河系和附近的仙女座星系——碰撞时,它们会合并形成一个椭圆星系。在星系团等拥挤的环境中,这些椭圆星系会再次碰撞和合并,形成一个更大的椭圆星系。它们的中心黑洞也会合并,形成更大的黑洞,这些黑洞可以将大片附近的恒星弹出到新形成星系的边缘。

由此产生的超大椭圆星系通常没有太多气体来形成新恒星,因此在它的黑洞将附近恒星弹出后,其中心看起来会相当空旷。天文学家称这些中心较暗的巨大椭圆星系为“核心星系”。巨大的核心星系通常位于星系团的中心。

这项新研究的作者发现,位于其母星系团中心的庞大星系 Holm 15A,一定是又一次由两个已经很大的核心椭圆星系合并形成的。这意味着 Holm 15A 可能在数十亿年的时间里由八个较小的螺旋星系合并而成。成对的螺旋星系形成椭圆星系,成对的椭圆星系形成核心椭圆星系,而一对核心星系形成了 Holm 15A。这一系列合并也形成了其中心黑洞,一个大小约等于我们太阳系,但质量却相当于 400 亿个太阳的巨型黑洞。

解释类星体

研究人员对发现有史以来质量最大的黑洞感到兴奋。

“仅仅想象一个如此巨大的黑洞就很酷,”德国马克斯·普朗克地外物理研究所的天文学家、该研究的作者之一 Jens Thomas 说。

但这一发现也令人兴奋,因为它支持了天文学家目前对类星体的理解。类星体是具有巨大中心黑洞的遥远星系,它们在吞噬附近物质(这一过程称为吸积)时会发出巨大的光。研究类星体让天文学家认为,为了让一些遥远的类星体如此明亮,必须存在质量为 100 亿个太阳或更多的黑洞。

“终于,我们设法找到了一个近距离的,这在某种程度上证实了我们对类星体如何运作以及黑洞吸积如何解释它们的想法是有道理的,”研究作者、同样来自马克斯·普朗克研究所的 Roberto Saglia 说。

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