發現超級黑洞 質量為太陽320億倍

重力透鏡效應示意圖:中間的紅色線條表示發生「重力透鏡效應」的光線在地球上被觀測到。(NASA, ESA & L. Calçada)
重力透鏡效應示意圖:中間的紅色線條表示發生「重力透鏡效應」的光線在地球上被觀測到。(NASA, ESA & L. Calçada)

編譯/張秉開

天文學家近日再次發現超級黑洞,質量相當於327億個太陽,超乎想像。天文學家稱其大小已經達到理論預測極限。

據澳洲科學網站ScienceAlert日前報導,天文學家在距離地球27億光年之外,發現巨大的阿貝爾1201星系團(Abell 1201)中心,存在一個超級黑洞。

天文學家測量這個超級黑洞的大小時,驚訝的發現,黑洞實際質量比之前預測的多出至少70億個太陽質量。

參與研究的英國杜倫大學(Durham University)天文物理學家詹姆斯‧南丁格爾(James Nightingale)解釋,這個黑洞質量大約為太陽300億倍,是曾經觀測到的最大黑洞之一,達到理論上所能夠預測的極限。

宇宙中存在很多黑洞,但是不易被發現,只有黑洞周圍物質被吞噬時,天文學家才能間接偵測到黑洞的位置。

根據愛因斯坦相對論,宇宙中的時空並非恆定均一不變,而是在質量巨大的天體周圍發生彎曲,光線飛過這種彎曲時空後會發生軌跡偏移。這種特殊的現象被稱為「重力透鏡效應」(gravitational lensing)。天文學家有時使用黑洞的重力透鏡效應,也就是光飛過黑洞周圍的空間發生彎曲時來偵測黑洞。

而在龐大遙遠的宇宙中,每座星系都具備「重力透鏡效應」,所以從常規角度理解,那些星系就像一個個透鏡,每個透鏡的質量越大,產生的「重力透鏡效應」越大,即穿過星系的光線軌跡發生的偏移也越大。

示意圖,中間的紅色線條表示發生「重力透鏡效應」的光線在地球上被觀測到。(NASA, ESA & L. Calçada)示意圖,中間的紅色線條表示發生「重力透鏡效應」的光線在地球上被觀測到。(NASA, ESA & L. Calçada)

天文學家發現,Abell 1201是一個重力透鏡效應很大的星系透鏡,Abell 1201觀測圖像如同一條眉毛和下方的眼影,這個有趣的天文景象顯示中心有一個大黑洞。

南丁格爾綜合各種觀測數據,建立各種分析模型,最後認定Abell 1201中心存在超級黑洞,質量為太陽的327億倍。且這個超級黑洞的影響範圍高達1,290個天文單位(冥王星與太陽的距離僅40個天文單位)。

南丁格爾表示,使用「重力透鏡效應」的方法觀測黑洞很有效,會探索到更多不可思議的天體。

研究結果日前已發表於《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。◇

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2022年11月21日 | 2年前
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