天文学家在7亿光年外发现罕见黑洞 质量至少是太阳的5万倍

天文学家了解到，太阳质量10倍到100倍的小黑洞是垂死恒星的残留物，以及质量至少是太阳10万倍的超大质量黑洞位于大多数星系的中心。但散布在宇宙各处的是一种更神秘的黑洞——中等质量黑洞或者又称中介质量黑洞（IMBHs），它们的为太阳的100到10万倍。这种质量的黑洞很难测量，甚至其存在有时也会有争议。最近新的研究展示了迄今为止最有力的证据，来证明中等质量黑洞的存在，证据来源于偶然发现了一个中等质量黑洞正在撕裂附近恒星。

来自新罕布希尔大学空间科学中心、该研究的第一作者Dacheng Lin博士表示，他们很幸运地发现了这个具有大量高质量数据的天体，这有助于确定这个黑洞的质量并了解这个壮观事件的本质。早期的研究，包括他们自己的研究，也看到了类似的事件，但是要么捕获得太晚，要么距离太遥远。

在这项新研究中，利用欧洲航天局（ESA）的XMM 牛顿卫星、美国宇航局（NASA）的钱德拉X射线天文台和雨燕卫星，Lin博士的研究团队第一次探测到这一显著的活动迹象。天文学家发现了一个巨大的多波长的辐射耀斑，它是在距离地球7亿光年的棒透镜星系6dFGS gJ215022.5-055059（简称 “J2150-0550”）边缘的一个巨大星团中发现的。

随着时间的推移，这个耀斑的亮度正好随着恒星被这个黑洞扰乱或吞噬而衰减。科学家表示，长耀斑的特征提供了一颗恒星被撕裂的证据，这种行为被称为潮汐瓦解事件（TDE）。由于黑洞的强烈引力，潮汐力可以摧毁一颗离得太近的恒星。在潮汐瓦解事件过程中，一些恒星碎片以高速被向外抛，其余的则落向黑洞。当它向内移动，并被黑洞吸收时，物质会加热到数百万度并产生一个明显的X射线耀斑。这些类型的耀斑可以很容易地达到最大亮度，并且是探测中等质量黑洞最有效的方法之一。

J2150-0550中的这颗恒星在2003年被瓦解，在接下来的十年里它所产生的辐射已经衰减。射出的光子在能量上的分布取决于黑洞的大小。这些数据为衡量黑洞重量或者确定黑洞的大小提供了一个难得的可靠方法。研究人员估计，J2150-0550中的这个黑洞质量在大约5万到10万个太阳质量之间。

Lin博士表示，根据星系形成理论，他们预计在星团中有很多漫游的中等质量黑洞。但是我们知道的非常很少，因为它们通常极其安静，很难被探测到，而且恒星被撕裂时的能量爆发非常罕见。因为对于一个中等质量黑洞来说，这种恒星引起的爆发的发生率很低，他认为他们的发现意味着本地宇宙的星系外围中可能会有很多处于休眠状态的潜伏黑洞。

这项研究已经发表在《自然天文学》（Nature Astronomy）杂志上。