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M85這家裡面沒住著大黑洞?

傳統上認定每個星系中央應該都有一個大質量黑洞。不僅在我們銀河系中央確認是如此,在仙女座星系(M31)以及其他一些矮星系也都確認有著概念上類似大質量黑洞的這樣的天體位於這些星系中央。它們質量大約是太陽的數百萬倍,並且一般認為,它和星系整體的很多基本特性相關,意思是,這些天體的存在可能是星系整體形成和演化的關鍵。因此,要是找到哪個星系沒有大質量黑洞的話,可算是怪事一樁,不過密西根安娜柏大學似乎正巧找到了這一個例外,是耳熟能詳的:M85。

該團隊利用了哈柏太空望遠鏡配備的光譜儀來檢查中央天體對附近區域恆星的拉力如何,準備以這種方法來測定中央大質量黑洞的質量多少。質量越高,恆星軌道運行的速度就應該越快。所測量到的這個軌道速度會以光的顏色位移表現出來,藍色,是恆星向我們靠近,紅色,是它們正在遠離我們。光位移的總量多少則取決於它們移動的速度有多快。

因M84的超大質量黑洞所造成的氣體塵埃都卜勒位移現象,圖片來源:Gary Bower, Richard Green (NOAO), STIS Instrument Definition Team, 和NASA  先前天文學家已經用過這種技術來測量其他星系的中央大質量黑洞,測量的對象包括另一個亮度類似、在梅西爾星表上屬於大型橢圓星系的M84。來自哈柏太空望遠鏡於1997年探勘的結果認定,它的質量大小是300萬個太陽質量。

不過,這個團隊應用這相同的方法來探勘M85時,卻沒有發現任何光譜顏色位移現象,也就是沒有跡象顯示出這顆星系中央有顆大黑洞 – 或是說他們並沒有發現到這種大小的星系應該對應到的那種質量大小的黑洞。因為星系整體總光量應該和黑洞質量密切相關,所以還有另一種間接方法,也就是藉由星系整體總光量來認定CMBH質量,運用這種技術方法顯示的結果,顯示M85應該包含一個300萬到20億太陽質量的黑洞。本研究顯示:如果M85中央真的有黑洞,黑洞上限大約是6,500萬太陽質量。

這個研究並非第一個產出「測不到M85星系有黑洞」報告結果的人。2009年由Alessandro Capetti在義大利Osservatorio Astronoimco進行過的一次研究,同樣也發現在M85的黑洞區域找不到任何無線電訊號發射的跡象,他們的研究假設是,如果M85有一個相當大的黑洞存在,即便是核心只吃進很少量的氣體,應該也偵測得到一些少量電波訊號才對。

整體來說,這類研究結果顯示出以間接方法來估算黑洞質量明顯的不慎妥當。以前還信心滿滿使用這種間接的方法,甚至也以它為基礎,來描繪星系演化和黑洞質量之間的關連圖,但如果像M85這樣的特例情況真的是相當普遍,或者是較先前所認為的更為常見,那麼天文學家可能也該重新思考:黑洞質量和星系屬性之間關聯度果真有多高的問題。(Lauren 譯)

資料來源:Universe today:Is M85 Missing a Black Hole?

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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