清大發現中等質量黑洞 登上NASA官網

清華大學天文所教授江國興(左)與博士生張怡琪,提出中等質量黑洞候選者重要證據,成果刊登於國際期刊與NASA官網。(中央社)
清華大學天文所教授江國興(左)與博士生張怡琪,提出中等質量黑洞候選者重要證據,成果刊登於國際期刊與NASA官網。(中央社)

【記者賴玟茹/台北報導】

清華大學帶領的國際團隊發現,正在吞噬恆星的中等質量黑洞候選者,這類中等質量黑洞被稱為黑洞家族的「失落拼圖」,在天文觀測中極為罕見,該研究成果登上美國國家航空暨太空總署(NASA)官網。

清大表示,黑洞是宇宙中神祕的存在之一,本身不發光,只能透過周圍物質變化來推測其存在,當黑洞「進食」時,出現的溫度與光強度變化,成為辨識的重要依據。

模擬圖顯示恆星被中等質量黑洞撕裂並吞噬,過程中釋放強烈X光,讓隱形的黑洞被天文學家捕捉到。模擬圖顯示恆星被中等質量黑洞撕裂並吞噬,過程中釋放強烈X光,讓隱形的黑洞被天文學家捕捉到。(中央社)

目前已知的黑洞為小黑洞和超大質量黑洞,但介於兩者間的「中等質量黑洞」卻幾乎缺乏直接證據。

清華大學天文研究所教授江國興帶領國際研究團隊,發現這個正在吞噬恆星的罕見黑洞候選者;研究成果發表於國際期刊《天文物理期刊》,更登上美國太空總署官網。

團隊分析超亮X光來源

江國興表示,這次發現起因於一次異常增亮,NGC 6099 HLX-1光源位在武仙座,距離地球約4.5億光年,在2009年首度被觀測到,2012年亮度暴增逾100倍,之後逐年轉弱。

論文第一作者、清華天文所研究生張怡琪補充,這種劇烈的亮度訊號通常出現在星系中央,與超大質量黑洞有關,但這顆位於星系外圍的天體卻釋放出罕見的超亮X光訊號,符合理論中對中等質量黑洞的預期,因此特別受到關注。

張怡琪提到,中等質量黑洞不像超大質量黑洞那樣持續吞噬物質、長期發出強烈光芒,也不像小黑洞數量多、容易被觀測到;它們平常低調,只有在「進食」時才會短暫發出亮眼的X光訊號,讓天文學家有機會捕捉。

模擬圖顯示恆星被中等質量黑洞撕裂並吞噬,過程中釋放強烈X光,讓隱形的黑洞被天文學家捕捉到。模擬圖顯示恆星被中等質量黑洞撕裂並吞噬,過程中釋放強烈X光,讓隱形的黑洞被天文學家捕捉到。(NASA提供)

為確認這顆天體,研究團隊運用哈伯太空望遠鏡、錢德拉X光望遠鏡,以及歐洲太空總署的XMM-Newton望遠鏡,進行了3年的觀測與分析。

研究結果顯示,NGC 6099 HLX-1在2012年X光訊號的溫度高達約300萬度,符合黑洞撕裂恆星時會出現的高溫現象;其周圍還存在密集的恆星群,就像「自助餐廳」,為黑洞提供源源不絕的食物來源。

除了X光數據,團隊也從可見光觀測找到線索,並結合模擬結果分析,天體周圍觀測到的藍光,可能來自黑洞附近高速旋轉物質的溫度變化,而紅光則與周圍密集星群相關;經由這些證據相互印證,使這個天體成為中等質量黑洞的有力候選者,但仍須更多觀測以進一步驗證。◇

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