似曾相識：漩渦星系NGC 253的核心可能同樣存在一個超大質量黑洞，類似銀河系中的「人馬座A」

 

 

深入核心：天文學家們現在認為宇宙中絕大部分星系的核心都存在著超大質量黑洞

 

    據英國《每日郵報》報道，天文學家發現一個銀河系附近的近鄰星系核心部位同樣存在一個超大質量黑洞。在銀河系的核心，存在一個被稱作人馬座A(Sagittarius A*)的射電源，這裡被認為是一個質量巨大的黑洞。而這次的發現，可以說就是發現了人馬座A的姊妹。

    天文學家們使用位於智利的歐洲南方天文台甚大望遠鏡(VLT)和美國宇航局的哈勃空間望遠鏡對漩渦星系NGC 253進行了研究。NGC 253又稱為「玉夫座大星系」或「銀幣星系」，位於南天的玉夫座，距離地球約1200萬光年。它是玉夫座星系團的成員，這是距離銀河系最近的星系團之一。

    安德裡亞·吉茲(Andrea Ghez)是加州大學洛杉磯分校的物理學和天文學教授，研究領域主要是恆星和行星。她告訴記者，她們發現此處存在一個已經形成數十億年的黑洞。這有可能是許多大質量恆星在生命終結時塌縮形成的，並且在此之後出現了相互融合，並最終形成這樣的單個超大質量黑洞。

    天文學家們長久以來一直懷疑在我們所在銀河系的中央部位存在一種神秘的巨大力量。這個力量的源頭距離我們太陽系大約2.6萬光年。直到近幾年，天文學家們才基本瞭解這種神秘的力量來自何處。

    吉茲教授的研究重點在於恆星和行星的早期演化，以及星系內物質的本質及其分佈規律。借助更先進的觀測設備和手段，她的小組得以觀察到這個星系核心部位的精細圖像，並發現此處的恆星正以極快的速度運行。這樣的高速運動只能以中央部位存在黑洞進行解釋。

    但這和大質量恆星生命終了時產生的恆星級黑洞有著本質的不同。這種位於星系核心部位的黑洞擁有數十萬倍太陽質量，因此被稱為「超大質量」黑洞。

    「黑洞」是由於物質塌縮形成的密度極高的形態，其引力將強大到任何物質不能逃脫，包括光纖。正是由於這種特性，黑洞無法被直接觀測到，但它的引力作用會對週遭的星系和其他物質產生影響，從而為科學家們提供線索。

    我們的銀河系中央存在一個質量達到300萬倍太陽質量的黑洞，位於人馬座方向，它隱藏在夏季的南方夜空中。這個黑洞被稱為「人馬座A」。

    但黑洞內部究竟是怎樣的情景，至今依舊是物理學中最大的謎團之一。黑洞存在的理論依據最早源自阿爾伯特·愛因斯坦提出的「廣義相對論」。根據這一理論，進入黑洞的物質將被壓縮至中央的一點上，這個點具有無限大的密度，稱為「奇點」。

    但是，倫敦大學學院(UCL)的克裡斯蒂安·博馬(Christian B?hmer)教授提出了一種新的理論，稱為「量子圈」(quantum loop)。根據這一理論，物質被吞入黑洞內部之後將進入另一個完全不同的宇宙空間，或陷入一個類似蟲洞的連接通道，通向另一個黑洞。

    自從1995年以來，吉茲教授借助位於夏威夷莫納克亞山的凱克-1望遠鏡進行觀測。這是全世界目前最大的地基光學和紅外望遠鏡設備。科學家小組在此對漩渦星系NGC 253中心的200多顆恆星的運行情況進行了考察。她們發現其中20顆非常靠近黑洞的恆星的運行速度高達每小時300萬英里(483萬公里)，這是恆星常規運行速度的10倍。

    她的工作，加上其他科學家們所做的研究工作一起，幫助人們得到這樣一個結論，那就是：宇宙中的數千億個星系中，全部(或至少絕大部分)的核心部位都包含有一個超大質量黑洞。

    除此之外，科學家們還注意到這種黑洞的質量和性質與其所在宿主星系的大小和性質緊密相關。

    黑洞既是毀滅者又是創造者。它吞噬一切靠近它的物質，但在此過程中又會發出超高能粒子束和劇烈的輻射。這種超大質量黑洞的研究進展正將天文學家和天體物理學家們的興趣重新帶回黑洞領域。

    1915年，愛因斯坦的工作奠定了黑洞研究的理論基礎。但是在那之後對於黑洞機制的研究卻幾乎停滯不前，原因就在於幾乎沒有任何辦法可以對這種奇異的天體進行直接觀測。直到現在，有關黑洞的研究依然被重重謎團阻撓。如這種超大質量黑洞究竟是如何逐漸形成的？很多研究已經給出了一些答案，但是要取得學界的一致意見，仍然尚需時日。