在錢卓X射線太空望遠鏡發現了新證據之下，星系中央超大質量黑洞如何生長的既有概念最近受到挑戰。天文學家原先認為，同樣是位在星系中央的超大質量黑洞和核球，其生長速度應該會是同步的:核球越大，黑洞越大。不過，哈佛史密松天文物理中心(CfA)的新研究透過錢卓望遠鏡所提供的資料中卻發現，至少有2個鄰近星系的超大質量黑洞的生長速度，是比星系本身還更快。 位在星系中央的黑洞，通常質量約是核球質量的0.2%，比例不高(核球即為一團「環繞在星系中央周圍附近的恆星密集區域」)。最近錢卓太空望遠鏡在觀測NGC 4342和NGC 4291這兩個鄰近星系時發現，黑洞質量和核球質量在比較下，竟成了預期數值的10至35倍之多。同時，經由錢卓望遠鏡新觀測發現到的這兩個星系的星系暈 - 也就是星系「住處」附近一圈質量相當可觀的暗物質 – 在此也同樣呈現質量超重的情形。公仔箱論壇! Q0 e* C, T# J
新研究所做成的結論認為，這兩顆超大質量黑洞的演化史和暗物質暈間，可說是關係密切，不過與星系核球的生長速度卻並未同步。如此看來，黑洞和暗物質暈的質量並未超重，星系總質量卻似乎太低。公仔箱論壇! W' w( a$ I5 p+ E
CfA研究員Akos Bogdan表示，這個新發現讓我們找到目前最為神祕的兩種天文物理現象，也就是 - 黑洞與暗物質，兩者間彼此關連密切的有力證據。
' A) D k* |* p. l0 D( f a" p6 v' uwww3.tvboxnow.com 以宇宙的尺度而言，NGC 4342和NGC 4291是兩個鄰近於地球的星系，和我們的距離分別是7,500萬光年和8,500萬光年。在稍早的觀測中，天文學家已知這些宿主星系中存在著一些相對而言質量很大的黑洞，但至於大小不一致該現象的原因卻無法得知。在新觀測結果中，率先從可疑原因名單中被排除的，是一個叫做潮汐剝離的現象。
% D4 o. c# q5 S$ p0 _2 U4 P2 @9 d; zwww3.tvboxnow.com 潮汐剝離這種現象發生的時機是當兩個星系於近距離內相遇時，其中一個星系裡的部分恆星會因重力作用被剝離。當潮汐剝離現象發生時，星系暗物質暈也大多會隨之消失，這是因為暗物質大多延展到遠超過了星系以外很遠的地方，暗物質暈和恆星不同:星系暗物質暈與星系間的關連程度更低，更容易被扯開。. ?6 b" p2 g9 V, p, s
為了要排除潮汐剝離這項可能性，天文學家是使用錢卓X射線太空望遠鏡去搜尋這兩個目標星系周圍那些高熱且輻射出X射線的氣體。由於熱氣體壓力(資料透過X射線影像推估而得)平衡了星系裡所有物質的重力拉力，因此新取得的錢卓資料便能提供暗物質暈的相關資訊。經分析發現，熱氣體在這兩個星系中的分佈範圍相當廣，這意味著兩個星系都有質量大得非比尋常的暗物質暈，因此也幾乎不可能發生潮汐剝離。tvb now,tvbnow,bttvb o$ \/ k% h5 ~6 V+ [# ?
來自CfA的本篇論文另一位共同作者Bill Forman說明，以鄰近星系而言，在目前所取得關於「黑洞比宿主星系生長速度更快」的各種證據中，這是其中最明確的一次。
* H; ]3 C1 m- U1 B+ S# _ 至於為何宿主星系中的黑洞質量生長速度比恆星質量快？論文作者為這個疑問提出的說明是:在該星系的成長歷史中，早期本來曾有一塊很大的濃密氣體在星系中央，以慢速度自旋，這就是餵養黑洞成長的食物。黑洞成長得很快，而當黑洞成長時，它所吸積(或吞吃)的氣體量也和吸積過程所釋出的能量一起等量地成長。黑洞達到臨界質量時，持續進食氣體所引起的爆發造成它無法冷卻，也限制了新恆星的生長。4 y4 {. a9 N7 r& M" f% B8 I
超大質量黑洞，有可能是早在星系中有很多恆星之前便已累積出很重的質量，這對我們在思考星系和黑洞如何共同演化的方向上，可能是個明顯的大轉彎。 |
發表於 2012-6-30 05:55 AM
| 
發表於 2012-7-1 11:21 PM
|