最新研究表明 银河系中心存在数万个黑洞

由哥伦比亚大学领导的天体物理学家团队发现在人马座A* (Sgr A*)周围聚集了12个黑洞，这是银河系中心超大质量黑洞。这一发现是第一个支持长达数十年的预测发现，为更好地了解宇宙提供了无数机会。哥伦比亚天体物理实验室(Columbia Astrophysics Lab)联席主任、该研究的第一作者、哥伦比亚天体物理学家查克·海利(Chuck Hailey)说：想要了解的很多东西都是关于大黑洞与小黑洞相互作用的方式，可以通过研究这种分布来之知道。银河系是我们唯一能研究超大质量黑洞如何与小黑洞相互作用的星系，因为我们根本看不到它们在其他星系中的相互作用。在某种意义上，这是我们唯一需要研究这种现象的实验室。这项研究发表在4月5日的《自然》杂志上。

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20多年来，研究人员一直在寻找证据来支持一个理论，那就是在大型星系中心有成千上万个黑洞围绕着超大质量黑洞(SMBHs)。在整个银河系中只有大约五十几个已知的黑洞，而在一个只有6光年宽的区域，没有人能够找到。对于在Sgr a *附近的黑洞，有大量的无结果的搜索，这是最接近地球的黑洞，因此是最容易研究的。Sgr A*周围环绕着一圈气体和尘埃，这些气体和尘埃为大质量恒星的诞生提供了完美的温床，这些恒星生存、死亡，并可能在那里形成黑洞。此外光环外的黑洞被认为是受到了黑洞的影响，因为它们失去了能量，导致它们被拉进了黑洞附近，在那里它们被黑洞的引力俘虏了。

虽然大多数被捕获的黑洞仍然是孤立的，但有些被捕获并与一颗经过的恒星结合，形成恒星的双星。研究人员认为，在银河系中心，这些被孤立和成对的黑洞存在着大量的聚集，形成了一个密度尖峰，随着距离黑洞的距离减小，它变得更加拥挤。在过去，试图寻找这样一个尖端的证据的失败尝试集中于寻找黑洞双星中有时会出现的明亮的x射线闪光。这是寻找黑洞的明显方式，但是银河系中心离地球太远，这些爆炸只有足够的强度和亮度，每100到1000年才能看到一次。为了探测黑洞双星，Hailey和他的同事们意识到他们需要寻找更弱的，但是当双子星处于不活跃状态时，x射线会更加稳定。

如果黑洞双星能像中子星的双星一样发出巨大的爆炸，那就简单了，但是没有，所以我们必须找到另一种方法来寻找它们，寻找孤立的黑洞也不是一种聪明的方法。能找到与低质量恒星结合的黑洞，就能知道黑洞与低质量恒星的比例是多少，可以从科学上推断出黑洞的数量。Hailey和他的同事们从钱德拉x射线天文台的档案资料中发现了他们的技术。他们在不活跃的状态下搜索了黑色低质量双星的x射线特征，并在3光年内找到了12个。然后研究人员分析了确定的二元系统的性质和空间分布，并根据他们的观察推断出，在Sgr A*周围的区域中，一定有300到500个黑洞，低质量的双星和大约10000个孤立的黑洞。这一发现证实了一个重要的理论，其影响是很多大，这将极大地推进引力波研究，因为知道一个典型星系中心的黑洞数量有助于更好地预测有多少引力波事件可能与之相关。所有天体物理学家需要的信息都在银河系的中心。

博科园-科学科普｜参考期刊：Nature｜来自：哥伦比亚大学