【2025年08月11日訊】(記者陳俊村報導)天文學家發現50億光年外的星系中有一個巨大黑洞,其質量高達太陽的360億倍,可能是迄今已知最大的黑洞。這項發現有助於人們了解超大質量黑洞與其宿主星系之間的關係。
英國王家天文學會(Royal Astronomical Society)在8月7日發布的新聞稿中指出,這個黑洞位於被稱為「宇宙馬蹄鐵」(Cosmic Horseshoe)、距離地球50億光年的巨大星系中。
「宇宙馬蹄鐵」又稱為SDSS J1148+1930,它是宇宙中質量最大的星系之一。該星系巨大到足以扭曲時空,並將背景星系的光線扭曲成一個巨大的馬蹄形愛因斯坦環(Einstein ring)。
而SDSS J1148+1930中的黑洞擁有龐大的質量,相當於銀河系中心黑洞的1萬倍或是360億個太陽。這個龐然大物已經接近宇宙中可能存在的黑洞的理論上限。
天文學家認為,宇宙中每個星系中心都有一個超大質量黑洞,而更大的星系中會存在更大的黑洞。
英國樸茨茅斯大學(University of Portsmouth)的研究人員科萊特(Thomas Collett)說:「這是迄今發現的質量前十大的黑洞之一,很可能是質量最大的。」
科萊特表示,大多數黑洞的質量都是間接測量的,不確定性很大,所以他們真的不知道哪個黑洞的質量最大。然而,他們因為採用了新方法,所以對這個黑洞的質量有了比較大的確定性。
研究人員使用結合重力透鏡效應和恆星運動學(stellar kinematics,研究星系內恆星的運動以及它們圍繞黑洞運動的速度和方式)的方法探測到這個黑洞。
恆星運動學被視為測量黑洞質量的黃金標準,但在宇宙中比較遙遠的區域並不適用,因為星系在天空中顯得太小,無法分辨黑洞所在的區域。科萊特說,加入重力透鏡效應就能幫助他們「進一步探索宇宙」。
主導這項研究的巴西南里奧格蘭德聯邦大學(Universidade Federal do Rio Grande do Sul)博士生梅洛(Carlos Melo)說,這是一個「休眠」黑洞,亦即在天文學家觀測時並未主動吸積物質的黑洞。對它的探測完全依賴其巨大的引力及其對周圍環境的影響。
梅洛說:「特別令人興奮的是,這種方法使我們能夠探測和測量宇宙中這些隱藏的超大質量黑洞的質量,即便它們完全處於靜止狀態。」
他解釋說,對於如此遙遠的黑洞,通常在它們活躍時才能測量其質量,但這種基於吸積物質的估算方法往往存在很大的不確定性。而他們的方法結合了重力透鏡效應和恆星運動學,即便對於這些遙遠黑洞也能提供更直接、更穩健的測量。
研究人員說,SDSS J1148+1930中的這個黑洞的發現意義重大,因為它能幫助天文學家了解超大質量黑洞與其宿主星系之間的關係。
科萊特說,他們認為這兩者的大小密切相關,因為當星系增長時,它們可以將物質匯集到中心黑洞上,使它變得更大。
現在,研究人員已經意識到他們的新方法適用於探測黑洞,他們希望利用歐洲太空總署(European Space Agency)歐幾里得(Euclid)太空望遠鏡的資料來探測更多的超大質量黑洞及其宿主星系,以了解黑洞如何阻止星系形成恆星。