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銀河系 天文學(xué)家可能發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“缺失”的黑洞，因?yàn)樗淌闪艘活w恒星

文章介紹了之前觀測到的X射線被懷疑是從一顆中等質(zhì)量的黑洞吞并一顆恒星時(shí)發(fā)出的，并且在一篇新的論文中也得到了證明。
【 銀河系|天文學(xué)家可能發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“缺失”的黑洞，因?yàn)樗淌闪艘活w恒星】天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了黑洞演化“缺失環(huán)節(jié)”的中等質(zhì)量黑洞，它已經(jīng)吞噬了一顆恒星
銀河系 天文學(xué)家可能發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“缺失”的黑洞，因?yàn)樗淌闪艘活w恒星
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黑洞很狡猾。它們潛伏在黑暗中，不發(fā)出任何可探測的輻射，因此很難被發(fā)現(xiàn)。但它們有一個(gè)弱點(diǎn)：他們是太空中的無規(guī)律食客。這個(gè)弱點(diǎn)使得天文學(xué)家們有機(jī)會將注意力集中在一些難以捉摸的東西上：黑洞演化的“缺失環(huán)節(jié)”—中等質(zhì)量黑洞。
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2006年觀測到的一個(gè)巨大的x射線耀斑被天文學(xué)家懷疑是一個(gè)中等質(zhì)量黑洞，它的質(zhì)量相當(dāng)于太陽的5萬倍，它撕裂和吞噬一顆了恒星。通過消除一個(gè)主要的競爭性假設(shè)，研究人員現(xiàn)在確信他們的懷疑是有道理的。
即使在最好的觀測條件下，黑洞也是神秘的。因?yàn)樗鼈儾话l(fā)光，所以無法按照常規(guī)手段進(jìn)行探測，科學(xué)家必須根據(jù)它們對周圍物體的影響來測量它們的屬性——無論是軌道上的物體，還是它們實(shí)際上正在吞噬的東西，這些過程會產(chǎn)生大量的熱和光。
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然而，中等質(zhì)量的黑洞仍是一個(gè)謎。因?yàn)椋词箍茖W(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量相當(dāng)大的恒星黑洞（相當(dāng)于太陽質(zhì)量的100倍）和質(zhì)量相當(dāng)大的超大質(zhì)量黑洞（相當(dāng)于太陽質(zhì)量的10萬倍以上，它們還可以變得更大），但兩者之間的重量等級卻非常難以劃分。
目前，探測器已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了中等質(zhì)量黑洞存在的跡象，但一切還沒有定論。根據(jù)作者的說法，這篇新論文是迄今為止最好的證據(jù)。
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這個(gè)證據(jù)來自于一個(gè)名為3XMM J215022.4 055108(或簡稱J2150 0551)的巨大x射線耀斑。雖然這個(gè)耀斑已經(jīng)持續(xù)了三年之久，但在2006年，兩個(gè)強(qiáng)大的x射線太空望遠(yuǎn)鏡——美國國家航空航天局的錢德拉x射線天文臺和歐洲航天局的x射線多鏡任務(wù)(xmm -牛頓)——才首次發(fā)現(xiàn)了耀斑。
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2018年，新罕布什爾大學(xué)物理學(xué)家、天文學(xué)家林大成及其同事基于這些望遠(yuǎn)鏡的觀測結(jié)果發(fā)表了一篇論文。他們的結(jié)論是，耀斑很可能是一個(gè)中等質(zhì)量的黑洞吞噬一顆恒星時(shí)釋放出的輻射。
林和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)獲得并分析了來自XMM牛頓和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的新的多波長觀測結(jié)果。他們確信上述結(jié)論就是導(dǎo)致耀斑的原因。
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林說:“中等質(zhì)量的黑洞是非常神秘、難以捉摸，因此仔細(xì)考慮并排除每個(gè)候選解釋是至關(guān)重要的。”“哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測結(jié)果為進(jìn)一步排除其他解釋提供了機(jī)會。
關(guān)于J2150 0551的一個(gè)奇怪點(diǎn)是它的位置——不是在星系的中心，星系中心通常是大黑洞撕裂恒星的位置。它似乎來自8億光年之外的透鏡狀星系外圍的一個(gè)星團(tuán)。
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這與一個(gè)中等質(zhì)量黑洞的形成模型是一致的，這也解釋了為什么它們很難被發(fā)現(xiàn)。
2004年的一篇論文提出，一個(gè)大密度星團(tuán)的重力可能導(dǎo)致其內(nèi)部的恒星向星團(tuán)中心墜落，形成一個(gè)質(zhì)量相當(dāng)于數(shù)千個(gè)太陽的恒星。然后它會在自身的重量下坍塌，形成一個(gè)中等質(zhì)量的黑洞。
但是，由于很難分辨銀河系外的個(gè)別恒星，更不用說跟蹤它們的軌道了，所以銀河系外的黑洞只有在物質(zhì)(如恒星或氣體云)主動墜入黑洞時(shí)才能被探測到。
當(dāng)某星團(tuán)內(nèi)形成了一個(gè)黑洞時(shí)，它就會將其引力范圍內(nèi)的所有星體吞噬進(jìn)自己的“腹中”，這意味著除了罕見的偶爾出現(xiàn)的流浪星外，在它的附近空無一物。這也是天文學(xué)家認(rèn)為J2150 0551形成的過程。
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還有一種可能是J2150 0551是別的什么東西——銀河系里的一顆中子星在一次吸積爆發(fā)中被加熱后正在冷卻——吞下了另一顆恒星的物質(zhì)。一次足夠大的增生爆發(fā)導(dǎo)致了中子星的這種加熱，雖然全天空觀測中沒有檢測到這個(gè)過程，但我們需要一個(gè)更有說服力的結(jié)論來駁回。

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