黑洞吞噬数千颗恒星以促进增长

NASA钱德拉X射线天文台对100多个星系进行的一项新调查发现,有迹象表明,黑洞正在吞噬数千颗恒星,以增加其质量。图中所示的4个星系是样本中29个星系中的4个,这些星系显示了黑洞在其中心附近不断生长的证据。来自钱德拉(蓝色)的X射线被叠加在NASA哈勃太空望远镜拍摄的NGC 1385、NGC 1566、NGC 3344和NGC 6503的光学图像上。翻转图中出现的方框勾勒出正在萌芽的黑洞的位置。

这些新的结果表明,至少其中一些黑洞要达到现在的大小,经历了某种程度上暴力的方式——恒星毁灭的规模是前所未见。

天文学家对两类不同的黑洞进行了详细的研究。较小的种类是“恒星质量”黑洞,其质量通常为太阳质量的5到30倍。在光谱的另一端是生活在大多数大星系中间的超大质量黑洞,其质量达几百万甚至几十亿个太阳质量。近年来,也有证据表明存在一种称为“中等质量黑洞”(IMBHs)的中间类。钱德拉的新研究可以解释这种IMBH是如何通过恒星质量黑洞的失控增长而产生。

制造IMBH的一个关键可能是他们的环境。这项最新的研究着眼于星系中心非常密集的星团。由于恒星距离如此之近,许多恒星将在星团中心黑洞的引力作用下通过。该团队的理论工作表明,如果星团中恒星的密度(堆积在给定体积中的数量)高于阈值,则星团中心的恒星质量黑洞将在吸入、撕碎和吞食附近丰富的相邻恒星时经历快速增长。

在钱德拉新研究的星团中,密度高于这个阈值的星团的黑洞数量大约是密度低于这个阈值的星团的两倍。密度阈值还取决于星团中恒星的移动速度。

钱德拉的最新研究表明,这个过程可以在宇宙历史上的任何时候发生,这意味着中质量黑洞可以在大爆炸后数十亿年后形成,直到今天。

一篇描述这些结果的论文被录用并发表在《天体物理学杂志》上。它也可以在线获取。这项研究的作者是Vivienne Baldassare(华盛顿州立大学)、Nicolas C.Stone(以色列耶路撒冷希伯来大学)、Adi Foord(斯坦福大学)、Elena Gallo(密歇根大学)和Jeremiah Ostriker(普林斯顿大学)。

NASA的马歇尔太空飞行中心管理钱德拉计划。史密森尼天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着来自马萨诸塞州剑桥的科学操作和来自马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作

图片来源:X射线:NASA/CXC/Washington State Univ./V. Baldassare et al.;光学:NASA/ESA/STScI

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如欲了解更多钱德拉图片、多媒体和相关资料,请访问:

http://www.nasa.gov/chandra

参考来源:

https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/images/black-holes-raze-thousands-of-stars-to-fuel-growth.html

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