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大规模的黑洞是我们太阳质量的170亿倍

2018-05-19
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一个巨大的黑洞,它的太阳质量是170亿倍,是海王星围绕太阳轨道的11倍,可能会改变黑洞和星系形成和演化的理论。 /

得克萨斯州戴维斯堡 - 天文学家在德克萨斯大学奥斯汀分校的麦克唐纳天文台使用Hobby-Eberly Telescope来测量NGC 1277星系中可能是最大质量黑洞的质量--170亿倍太阳质量 - 。不寻常的黑洞占星系质量的14%,而不是通常的0.1%。同一研究中的这个星系和其他几个星系可能会改变关于黑洞和星系如何形成和演化的理论。这项工作在“自然”杂志上发表。

NGC 1277位于Perseus星座2.2亿光年远的地方。这个星系只有我们银河系的大小和质量的10%。尽管NGC 1277的体积很小,但其核心的黑洞比海王星围绕太阳的轨道宽11倍以上。

“这是一个非常古怪的星系,”德克萨斯大学奥斯汀分校的队员Karl Gebhardt说。 “这几乎都是黑洞。这可能是一类新的星系 - 黑洞系统中的第一个物体。“此外,大型黑洞已经出现在称为”椭圆“的巨大水泡星系中,但是这个星系在一个相对较小的透镜状星系(以天文术语,“透镜状星系”)。

这个发现来自爱好 - Eberly望远镜大规模银河调查(MGS)。这项研究的目标是更好地理解黑洞和星系是如何形成和共同成长的,这个过程并不完全了解。

“目前有三种完全不同的机制,都声称可以解释黑洞质量与宿主星系属性之间的联系。我们还不了解哪一种理论是最好的,“自然的主要作者Rco van den Bosch说,他是在德克萨斯大学奥斯汀分校获得W.J. McDonald博士后研究员的同时开始这项工作的。他现在在德国海德堡的马克斯普朗克天文学研究所工作。

问题是缺乏数据。天文学家知道星系中少于100个黑洞的质量。但是测量黑洞质量是困难和耗时的。因此,该团队开发了HET大规模星系测量,以了解更密切研究有趣的星系数量。

“当试图理解任何事情时,你总是看到极端:最庞大和最不庞大的,”格布哈特说。 “我们选择了附近宇宙中最大质量星系的一个非常大的样本”来了解更多关于黑洞与其宿主星系之间关系的信息。

尽管仍在进行中,该团队已经用HET研究了800个星系中的700个。 “这项研究仅适用于HET,”Gebhardt说。 “当星系遍布天空时,望远镜效果最佳。这正是HET所设计的。“

在当前的论文中,该团队排在前六个最大的星系之上。他们发现其中一个NGC 1277已经被哈勃太空望远镜拍摄。这提供了距中心不同距离处银河亮度的测量值。结合HET数据和各种模型通过超级计算机运行时,结果是170亿个太阳黑洞的总量(给定或占用30亿个)。

“这个黑洞的质量远高于预期,”格布哈特说。 “这让我们认为,非常大规模的星系在黑洞生长方面有着不同的物理过程。”

德克萨斯大学奥斯汀分校麦克唐纳天文台成立于1932年,拥有多台望远镜,在美国大陆任何专业天文台最黑暗的夜空下进行各种天文研究。麦当劳拥有世界上最大的望远镜之一 - 9.2米的爱好 - Eberly望远镜,这是德克萨斯大学奥斯汀分校,宾夕法尼亚州立大学,慕尼黑路德维希马克西米利安大学和哥廷根哥廷根大学的联合项目。麦克唐纳天文台是天文学教育和推广领域的国际领先者,也是巨人麦哲伦望远镜合作伙伴的下一代天文研究的先驱。

来源:德克萨斯大学奥斯汀分校

图片:NASA / ESA / Andrew C. Fabian; D.本宁菲尔德/ K。格布哈特/ StarDate; David W. Hogg,Michael Blanton和SDSS合作组织