研究揭示星系中心超大質(zhì)量黑洞起源的證據(jù)

超大質(zhì)量黑洞的起源恰如其名，其質(zhì)量可達(dá)太陽(yáng)質(zhì)量的百萬(wàn)倍以上，位于大多數(shù)星系的中心，仍然是宇宙的謎團(tuán)。

現(xiàn)在，內(nèi)華達(dá)內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校內(nèi)華達(dá)天體物理中心 (NCfA) 的研究人員發(fā)現(xiàn)了令人信服的證據(jù)，表明位于我們銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞，即人馬座 A* (Sgr A*)，很可能是過(guò)去宇宙合并的結(jié)果。

這項(xiàng)研究于9 月 6 日發(fā)表在《自然天文學(xué)》雜志上，以事件視界望遠(yuǎn)鏡 (EHT) 的最新觀測(cè)為基礎(chǔ)，該望遠(yuǎn)鏡于 2022 年首次直接拍攝了人馬座 A* 的圖像。EHT 是一項(xiàng)全球研究合作的成果，它同步了全球八個(gè)現(xiàn)有射電天文臺(tái)的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建了一個(gè)巨大的地球大小的虛擬望遠(yuǎn)鏡。

內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校天體物理學(xué)家王一涵和張兵利用 EHT 對(duì)人馬座 A* 的觀測(cè)數(shù)據(jù)尋找其形成方式的證據(jù)。人們認(rèn)為超大質(zhì)量黑洞要么通過(guò)物質(zhì)隨時(shí)間累積而增長(zhǎng)，要么通過(guò)兩個(gè)現(xiàn)有黑洞合并而增長(zhǎng)。

內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校的研究團(tuán)隊(duì)調(diào)查了各種成長(zhǎng)模型，以了解人馬座 A* 相對(duì)于銀河系角動(dòng)量的奇特快速旋轉(zhuǎn)和錯(cuò)位。該團(tuán)隊(duì)證明，這些不尋常的特征可以用人馬座 A* 與另一個(gè)超大質(zhì)量黑洞(可能來(lái)自衛(wèi)星星系)的重大合并事件來(lái)解釋。

“這一發(fā)現(xiàn)為我們了解超大質(zhì)量黑洞如何成長(zhǎng)和演化鋪平了道路，”這項(xiàng)研究的主要作者、內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校 NCfA 博士后研究員王說(shuō)。“人馬座 A* 的錯(cuò)位高自旋表明它可能與另一個(gè)黑洞合并，從而極大地改變了其自旋幅度和方向。”

研究人員利用復(fù)雜的模擬技術(shù)，模擬了合并的影響，考慮了與 Sgr A* 觀測(cè)到的自旋特性相符的各種情景。他們的結(jié)果表明，質(zhì)量比為 4:1 且軌道傾斜度很大的合并可以重現(xiàn) EHT 觀測(cè)到的自旋特性。

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