科学家首次发现“中型”黑洞 隐藏神秘物质
2009-11-12 11:50:36  

这些活动星系包含了质量是太阳数百万倍的黑洞

        据国外媒体报道，当天文学家研究“轻量级”和“重量级”的黑洞已有数十年之久的时候，有关“中型”黑洞存在的证据却越难越得到。但是现在，美国国家航空和航天管理局（NASA）的戈达德（Goddard）太空飞行中心的天文学家们在银河系NGC 5408号星云发现了X射线，这意味着科学家首次发现“中型”黑洞。

戈达德太空飞行中心的天体物理学家特德斯特梅耶（Tod Strohmayer）说到：“中型黑洞可以容纳质量为太阳的100到10000倍的物质。我们已经在银河系的的中心观测到重型黑洞，在我们自己的星系中也观测到了绕恒星运动的轻型黑洞的情况。但是发现中型黑洞对我们来说还是个难题。”

据报道，某些附近包含强烈光线的星系人们称之为ultraluminous X-ray sources（ULXs）。他们放出的能量似乎比任何已知的由恒星供能的变化过程要多，但是又比活动星系中心放出的能量要少，这些活动星系包含了数百万倍于太阳质量的黑洞。

马里兰大学的天体物理学家理查莫索基（Richard Mushotzky）说：“ULXs是中型黑洞非常好的候选者，在银河系NGC 5408号星云发现的一个尤为有趣。”这个星系距离人马座星群1580万光年。在2006年和2008年，莫索基和斯特梅耶利用欧洲太空总署的环轨道运行的牛顿天文台（XMM-Newton ）的观测设备研究了被称作NGC 5408 X-1星系的根源。

牛顿天文台侦测到了天文学家们称之为“拟周期振荡（quasi-periodic oscillations）”的现象。“拟周期振荡”是一种由星系中某些巨大物质周围的吸积盘(accretion disk)中的大量热气而产生的近似常规的闪动，这种闪动的速率要比那些我们从星团状黑洞中看到的慢100倍。但是在X射线方面，NGC 5408 X-1由于同样的原因要胜过别的星团状黑洞。

根据振动的时机和放射现象的特点，莫索基和斯特梅耶得出了这样的结论——NGC 5408 X-1星系包含有1000到9000个太阳质量的物质。这一研究成果刊登在10月1日出版的天体物理学杂志（The Astrophysical Journal）上。

斯特梅耶说：“鉴于这样大的物质，那些我们看不到的黑洞表面的直径应该有3800到34000英里。”如果NGC 5408 X-1星系确实积极的吸收气体来满足其巨大规模的X射线放射现象，那么这种物质很有可能是从按轨道运行的恒星中流入黑洞的。这种现象在人类所处星系中的星团状黑洞中是很典型的。

斯特梅耶已经获得了NASA的威夫特卫星（Swift satellite）的帮助，威夫特卫星将帮助其搜寻那些将帮助标志NGC 5408 X-1星系的施主性恒星（donor star）轨道的各种微妙的X射线。斯特梅耶解释说：“只有威夫特卫星可以同时保证X射线成像的敏感度和搜寻计划的时间灵活性，这两样对搜寻计划很有帮助。”从2008年4月开始这项搜寻计划开始到现在，威夫特卫星每周都会数次将它携带的X射线望远镜对准NGC 5408 X-1星系进行搜索。

斯特梅耶说：“威夫特卫星每隔115.5天就会侦测到轻微的X射线的起伏变化，如果这确实是一颗恒星活动的轨道周期，那么它肯定是一颗超大的恒星——其质量大约是太阳质量的三到五倍。”该学术理论已被公众肯定，将发表在未来一期的天体物理学杂志上。

威夫特卫星的侦测范围仅仅覆盖了4条环形轨道，所以侦测活动还将继续以确定X射线调制的轨道性质。爱荷华大学的菲利普卡特（Philip Kaaret ）称：“天文学家们研究NGC 5408 X-1星系已经很久了，就是因为它是中型黑洞的无二人选之一。”菲利普从无线电波长的角度联合其他研究课题研究该项目，他还表示：“这些研究结果告诉我们在靠近黑洞的地方正在发生什么，同时也为这个黑洞具有不同一般的巨大规模增添了强有力的佐证。”（亮亮/编译）