天文學(xué)家可能發(fā)現(xiàn)了迄今最大的黑洞。這一“宇宙巨獸”接近理論上限——質(zhì)量是銀河系中心黑洞的1萬倍。

該黑洞存在于有史以來觀測到的最大星系之一 ——“宇宙馬蹄鐵”中。這個(gè)星系質(zhì)量非常大，它扭曲了時(shí)空，將后方一個(gè)星系經(jīng)過的光線扭曲成一個(gè)巨大的馬蹄狀環(huán)。

8月7日發(fā)表于英國《皇家天文學(xué)會月報(bào)》的一篇論文顯示，這個(gè)超巨型黑洞相當(dāng)于360億顆太陽質(zhì)量。

新發(fā)現(xiàn)的超巨型黑洞位于星系的中心。圖片來源：NASA/ESA

一般認(rèn)為，宇宙中的每個(gè)星系中心都有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，而更大的星系則擁有更大的黑洞，即超巨型黑洞。

“這是迄今發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量排名前十的黑洞之一，并且很可能是最大的一個(gè)。”英國樸茨茅斯大學(xué)教授Thomas Collett說，“大多數(shù)黑洞的質(zhì)量測量都是間接的，存在很大的不確定性，實(shí)際上無法確定哪個(gè)是最大的。然而，得益于新方法，我們對確定這個(gè)黑洞的質(zhì)量有了更大把握。”

研究人員結(jié)合引力透鏡效應(yīng)和恒星運(yùn)動學(xué)，探測到了“宇宙馬蹄鐵”黑洞。恒星運(yùn)動學(xué)研究星系內(nèi)恒星的運(yùn)動以及它們圍繞黑洞移動的速度和方式。

Collett表示，恒星運(yùn)動學(xué)被視為黑洞質(zhì)量測量的“金標(biāo)準(zhǔn)”，引力透鏡效應(yīng)則可以幫助團(tuán)隊(duì)“探測到更遙遠(yuǎn)的宇宙”。

“我們通過兩種方式探測到了黑洞的效應(yīng)——它改變了光線經(jīng)過黑洞時(shí)傳播的路徑，并且導(dǎo)致其宿主星系內(nèi)部區(qū)域的恒星運(yùn)動得極快，接近400公里/秒。”Collett說，“通過結(jié)合這兩種測量結(jié)果，我們可以完全確信這個(gè)黑洞是真實(shí)存在的。”

該研究負(fù)責(zé)人、巴西南里奧格蘭德聯(lián)邦大學(xué)的Carlos Melo補(bǔ)充說：“這次發(fā)現(xiàn)的是一個(gè)‘休眠’的黑洞，即沒有積極吸積物質(zhì)的黑洞。它的探測完全依賴于其巨大的引力及對周圍環(huán)境的影響。”

“令人興奮的是，這種方法使我們能夠在整個(gè)宇宙中探測這些隱藏的超巨型黑洞的質(zhì)量，即使它們完全處于沉寂狀態(tài)。”Melo說。

“宇宙馬蹄鐵”黑洞距離地球非常遙遠(yuǎn)，大約有50億光年之遙。這一發(fā)現(xiàn)意義重大，因?yàn)樗鼘椭煳膶W(xué)家理解超大質(zhì)量黑洞與星系之間的聯(lián)系。

“很可能所有原本在伴星系中的超大質(zhì)量黑洞現(xiàn)在都已合并，形成了我們探測到的這個(gè)超巨型黑洞。”Collett說，“因此，我們看到的是星系形成的最終狀態(tài)，也是黑洞形成的最終狀態(tài)。”