大批黑洞正在集結:7800光年外有事要發生

球狀星團NGC 6397的中心區集結了一堆黑洞。

大批黑洞正在集結:7800光年外有事要發生

球狀星團NGC 6397的中心區集結了一堆黑洞(想像圖)。ESA / Hubble, N。 Bartmann

NGC 6397是一個球狀星團,距離地球大約7800光年。NGC 6397的中心區域恆星密度非常大,是一種所謂的核心坍縮型球狀星團。

最近科學家利用哈勃太空望遠鏡,試圖在這個星團的核心區域尋找神秘的中等質量黑洞,結果卻意外地發現,那裡集結了一堆黑洞。

大批黑洞正在集結:7800光年外有事要發生

哈勃太空望遠鏡拍攝的球狀星團NGC 6397的中心區。NASA, ESA, T。 Brown, S。 Casertano (STScI)

中等質量黑洞是一種理論上應該存在,但例項很少的黑洞,它們的質量介於恆星級黑洞和超大質量黑洞之間。球狀星團的中心區,被認為是最有可能找到中等質量黑洞的地方。

大批黑洞正在集結:7800光年外有事要發生

球狀星團NGC 6397的中心區集結了一堆黑洞(標註圖)。ESA / Hubble, N。 Bartmann

但當這些來自法國的科學家分析了這個球狀星團中心區域恆星的位置和運動引數之後發現,有很強的證據表明哪裡存在著不可見的質量,但是這些恆星的執行軌道總體上卻是“各自為政”。

如果星團中心存在一個占主導地位的中等質量黑洞,那麼這些恆星的軌道應該趨向於系統化的圓形或橢圓形。恆星們“各自為政”的軌道,表明存在於該星團中心區的額外質量並非點狀,而是擴散在一個較大的區間範圍內。

研究人員認為,這些看不見的額外質量,多半是恆星核聚變燃料耗盡之後留下的白矮星、中子星或黑洞。這些恆星的殘骸在與鄰近恆星引力互相影響的過程中,會逐漸“下沉”,在星團中心聚集。

基於恆星演化理論的分析結果顯示,它們最有可能是恆星級黑洞,而不太可能是因為距離遙遠而不可見的白矮星或中子星。分析結果還顯示,在那裡集結的恆星級黑洞至少有20個。

這一發現不由得讓人聯想到,近年來透過引力波訊號探測到的黑洞合併事件中,是否會有一部分,就發生在這樣的球狀星團中心呢?

大批黑洞正在集結:7800光年外有事要發生

地面望遠鏡拍攝的球狀星團NGC 6397。D。 Verschatse

參考

Does NGC 6397 contain an intermediate-mass black hole or a more diffuse inner subcluster?

https://www。aanda。org/articles/aa/full_html/2021/02/aa39650-20/aa39650-20。html

Hubble Uncovers Concentration of Small Black Holes

https://esahubble。org/news/heic2103/

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