新發現超級黑洞為太陽質量320億倍 達理論極限

【2023年04月01日訊】(記者張秉開編譯報導)天文學家近日再次發現超級黑洞,其質量超乎想像,相當於327億個太陽。科學家稱其大小已經達到理論預測極限。

據澳洲科學網站ScienceAlert於3月29日報導,科學家在距離地球27億光年之外,發現一座巨大的星系,名為Abell 1201,其中心存在一個超級黑洞

在科學家測量這個超級黑洞的大小時,驚訝地發現,其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)解釋道:「這個黑洞很特別,其質量大約為太陽的300億倍,是曾經觀測到的最大黑洞之一,達到我們在理論上能夠預測的極限水平,因此這是一個極其令人激動的發現。」

宇宙之中存在很多黑洞,但是不易被發現,只有周圍物質在被黑洞吞噬時,天文學家才能間接檢測到黑洞的存在位置。

根據愛因斯坦的相對論,宇宙之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「引力透鏡效應」(gravitational lensing)。天文學家有時使用黑洞的引力透鏡效應,即光飛過黑洞周圍的空間時發生彎曲,來偵測黑洞的存在。

示意圖:右下方為地球,左上方為遙遠星系,中間的紅色線條表示發生「引力透鏡效應」的光線在地球上被觀測到。圖的網格背景代表空間,可見網格大小不一,説明時空在不同宇宙位置是可變的,非恆定的。(NASA, ESA & L. Calçada)

而在極為龐大遙遠的宇宙之中,每座星系都具備「引力透鏡效應」,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「引力透鏡效應」越大,即穿過其星系的光線軌跡會發生越大的偏移。

科學家發現,Abell 1201是一個引力透鏡效應很大的星系透鏡,其觀測圖像如同一根眉毛和其下方的眼影,這個有趣的天文景象提示其中心有一個大黑洞。

詹姆斯於是綜合各種觀測數據,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。而且,這個超級黑洞的影響範圍之大不可思議,為1,290個天文單位(冥王星與太陽的距離僅為40個天文單位)。

詹姆斯還表示,使用「引力透鏡效應」的方法去觀測黑洞很有效,會探索到更多不可思議的天體。

該研究發表於3月29日的《王家天文學月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。◇

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