新发现超大黑洞挑战星系演化理论

莫心海


【正见网2012年12月08日】

德国马普研究院2012年11月29日新闻报道,由马普天文研究院范.登.博世(Remco van den Bosch)领导的研究小组发现了一个异乎寻常的黑洞,动摇当前星系演化模型的基础。这个庞然大物有17亿个太阳质量,明显大于理论预测。它可能是迄今已知的最大黑洞。

天文学家们相信,每一个星系中心都有一个超大质量的黑洞。其质量范围从几十万到几十亿个太阳质量。比如我们银河系中心的黑洞有大约400万个太阳质量。

天文学家在研究遥远星系和中心超大质量黑洞中得到了一个有趣的关系:黑洞质量通常只占星系总质量的0.1%左右。虽然天文学家还不能完全理解这种关系,但是在目前所有星系演化模型中起着重要的作用。

以范.登.博世为首的团队在2010年开始在系统跟踪的一个黑洞,可能打破了这一被普遍接受的关系。在研究中,天文学家们利用了霍比-埃伯利(Hobby-Eberly )望远镜和哈伯望远镜的存档图像。

埃伯利望远镜位于得克萨斯州麦克唐纳天文台。它的主反射镜由91个六角形子镜组成,长9.8米,宽11米。

天文学家用望远镜测量星系发光光谱的多普勒频移,以此确定星系中星体的运动,从而确定黑洞的质量。按照牛顿力学原理,黑洞质量越大,其周围恒星的运动速度越大。

根据观测数据,天文学家推算出星系NGC 1277星系的中心黑洞质量约为17亿个太阳质量。这意味着,这个黑洞是已知的最大黑洞。更令人惊讶的是,NGC 1277中心黑洞的总质量竟占整个星系总质量的14%左右 - 远远大于星系演化模型的平均值0.1%。换句话说,天文学家们此前预计这种规模的黑洞应该存在于庞大的“椭球”)星系里,而不是在NGC 1277这样的小星系。而且范.登.博世和他的同事们发现了另外五个比较小的星系,也可能有不寻常的大质量中央黑洞。

如果这些发现被证实,天文学家将需要从根本上从新考虑他们的星系演化模型。特别是早期宇宙中星系的形成和演化。因为NGC 1277星系似乎在80亿年前就形成了,而此后并没有发生太大的变化。因此这个巨大的黑洞的形成也必须发生在很久以前。

另一个可能是,引力作用在遥远的宇宙根本就不遵从我们熟知的太阳系中的引力规律,所以用现在的引力理论来推测的黑洞质量根本就不靠谱。最近的一些发现也的确暗示了物理规律在宇宙中不同地方可能是不一样的,这就更说明要了解宇宙的奥秘,需要我们放下自己的观念和成见了。

参考资料:
http://www.mpg.de/6648360/black-hole-galaxy-models?filter_order=L

添加新评论

今日头版

巨变中的宇宙

正见专题