舞台电动葫芦:超大黑洞重达66亿个太阳 可吞噬整个太阳系

来源:百度文库 编辑:九乡新闻网 时间:2024/04/27 21:42:29

美国科学家最近的观测结果显示,M87星系中存在一个质量高达66亿个太阳质量的巨大黑洞,其直径为200亿公里,相当于冥王星绕日轨道直径的三倍。这样的星系怪兽能把整个太阳系“吞噬”。这一研究成果已经被《天体物理期刊》(Astrophysical Journa)接受,即将正式发表。天文学家们计划建立一个“黑洞边缘”望远镜,以直接观察黑洞的“真面目”。

长久以来,天文学家们知道在M87星系的中心有一个超级质量的黑洞,但是对它的大小存在争议,有专家估计其质量约30亿个太阳;不过德州大学奥斯汀分校麦克唐纳天文观测站(McDonald Observatory)的天文学家盖哈特(Karl Gebhardt)在2009年重新审查了原有的数据后,给出了黑洞大小新的估计是64亿个太阳的质量。

盖哈特和他的同事们根据夏威夷双子星天文台(Gemini Observatory)及麦克唐纳观测站的高精度观测而得出了新的估计,他们宣布M87星系黑洞的质量相当于66亿个太阳的质量,正负误差为4亿个太阳质量。

盖哈特认为,这样大的一个星系和质量如此大的一个黑洞在距离我们这么近的地方非同小可。

盖哈特的发现

盖哈特的团队使用了双子星望远镜上的近红外光谱仪测量了围绕黑洞运行恒星的速度。望远镜无法辨别每一颗独自的星星,但依赖于能补偿大气造成光线扭曲的自适应性光学系统,盖哈特团队的光谱测量达到了足够的精度,让天文学家能算出一群恒星的平均运行速度。

盖哈特的同事墨菲使用了麦克唐纳观测站的一种不同设备来观察、追踪M87星系周围恒星的运动,进而得出了整个星系的总体质量的估计。墨菲使用的VIRUS-P(Visible Integral field Replaceable Unit Spectrograph Prototype)光谱仪从广泛的天空收集光线,进而帮助墨菲得到对整个M87星系质量的估计,其中包括环绕该星系可见部份的暗物质环体。墨菲说得出 M87星系质量的估计是太阳的5.7万亿(trillion)倍。

盖哈特介绍了VIRUS-P光谱仪,他说光谱仪的观察数据被送入一个计算模型,这个模型估算出M87星系黑洞的质量是太阳的66亿倍,他表示,他的团队努力证明了通过高分辨仪器测量遥远星系里恒星的运动可以度量出黑洞的质量,特别是帮助天文学家对测量更远星系有了信心。

观察黑洞

任何科幻小说迷都知道的黑洞是一种奇怪的天体,它如此致密,以至于在黑洞临界面(event horizon,又称黑洞边缘)范围内,就连光线也无法逃出黑洞的引力场。黑洞的形成有可能是恒星死亡时灾变性的引力塌陷所致,也可能做为更个星系超密度核心演变而成。天文学家曾观测到放射喷发和“气泡”似乎从黑洞发出,而他们也曾观测到碟状、旋转的热物质围绕着活跃的黑洞,不过没有人看到过黑洞本身什么样。

盖哈特本人希望能看到黑洞、至少是在黑洞临界面的影子。他认为M87的中心存在黑洞是一个最佳的推断,原因是M87星系庞大的质量。当然我们银河系中心的黑洞距离我们更近些,不过它的质量要小的多,只有4亿个太阳的质量、不足M87星系质量误差限的1%。

一些天文学家已经在计划观察银河系的黑洞了,这也是所谓“黑洞边缘”望远镜计划的一部份。该计划要求在射电望远镜阵列的基础上加装次毫米波接收器,这样有可能给黑洞临界面成像。

盖哈特估计需要两三年的时间才能达到那一步,而当“黑洞边缘”望远镜建成之后,M87星系将是探测目标之一。盖哈特认为这是证实黑洞存在的最清晰的明证了。