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哈柏發現破碎星系的殘跡

編號為HLX-1的中型黑洞(mid-sized black hole) 照片來源:Flickr用戶NASA Goddard Space Flight Center

編號為HLX-1的中型黑洞(mid-sized black hole)
照片來源:Flickr用戶NASA Goddard Space Flight Center

天文學家利用哈柏太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)發現有個年輕的藍色恆星組成的星團,環繞一個編號為HLX-1的中型黑洞(mid-sized black hole)而行。這些天文學家認為:這個黑洞應該原是某個已殞歿的矮星系的核心。這項發現將有助於瞭解超大質量黑洞和星系的演化狀況。

目前已知質量為太陽數倍大的大質量恆星會經歷核心重力塌縮的過程而形成質量比較小的恆星型黑洞,但不還不清楚質量為太陽數百萬被至數十億倍的超大質量 黑洞究竟如何在星系中心形成。其中一種猜想,認為超大質量黑洞可能是恆星型黑洞或中型黑洞合併而成。哈柏的最新發現,或許可為此理論之證據。

澳洲雪梨天文研究所天文學家Sean Farrell在2009年時,利用歐洲太空總署(ESA)XMM-Newton這架X射線太空望遠鏡發現一個中型黑洞HLX-1。之所以能利用X射線發現黑洞,是因為黑洞周圍的吸積盤物質旋繞並落往黑洞的過程中,會因被加熱到極高溫狀態而發射出大量X射線。

HLX-1來自第一號高亮度X射線源(Hyper-Luminous X-ray source 1)的縮寫,質量約為20,000倍太陽質量,座落在約2億9000萬光年遠的ESO 243-49星系邊緣。Farrell等人利用哈柏太空望遠鏡,以紫外光、可見光和紅外光等不同波段來觀測HLX-1,同時另外用史威福(Swift)衛星做X射線波段的觀測。

由於HLX-1遠在2億9000萬光年外,連哈柏都無法測量黑洞周圍的個別恆星。好在,哈柏在黑洞周圍發現紅光超量(excess)的現象,無法單以 黑洞旁的吸積盤來解釋,但其亮度與顏色都與鄰近星系中的星團類似,因此Farrell等人認為這應該是HLX-1黑洞周圍還有個熾熱恆星組成的星團的證 據。

黑洞周圍存在星團,給出這顆中型黑洞來自何方、為何處於ESO 243-49星系邊緣的線索。這個中型黑洞很可能原本是某個極低質量矮星系(very low-mass dwarf galaxy)核心的黑洞,這個矮星系後來被質量比較大的ESO 243-49併吞,扯得支離破碎,僅殘留黑洞和一部份原本環繞黑洞周圍的物質。

科學家們不敢肯定處在這種階段的黑洞,未來究竟會變得如何。如果可以得知這個黑洞的運動路線,或許可以猜出一二,可惜現階段還沒有相關資料。或許這顆 黑洞會逐漸向ESO 243-49中心靠攏,最後與此處的超大質量黑洞合併;不過也可能會偏安於某個繞行超大質量黑洞公轉的穩定軌道。不論哪一種結果,它的X射線強度都會因氣 體供應匱乏而逐漸隱去。

資料來源:Hubble Finds Relic of a Shredded Galaxy[2012.02.15]

轉載自台北天文館之網路天文館網站


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