數十億年前,銀河系中心驚現黑洞誕生之謎

在銀河系的中心,存在着一個名爲人馬座 A*的超大質量黑洞,其距離我們達 26000 光年。

它寬達 1460 萬英里,質量爲太陽的 400 萬倍。此黑洞旋轉速度驚人,且其角度與星系的其餘部分並不一致。

長久以來,天文學家都不明白爲何會如此,不過來自事件視界望遠鏡的新數據爲這個黑洞的過去揭示了一條線索。

數十億年前,人馬座 A*因與另一個巨大黑洞的災難性合併而誕生。直至今日,它仍呈現出碰撞餘波的影響。

“這一發現爲我們理解超大質量黑洞怎樣成長和演化鋪平了道路,”該研究的主要作者、內華達大學拉斯維加斯分校的天體物理學家王怡涵(音譯)說道。

“人馬座 A*的高自旋未對準錶明它或許已與另一個黑洞融合,極大地改變了其自旋的幅度和方向。”

人馬座 A*僅佔銀河系質量的 0.0003%。它不時地吸入物質,並以高速將其吐出,塑造着我們的星系。

科學家認爲這個黑洞最初跟其他黑洞沒什麼兩樣。它由一顆巨星或者氣體雲的坍縮而產生,併吞食任何離它太近的東西。在膨脹至巨大規模後,它以其他超大質量黑洞爲食。

當整個星系融合在一起時,就會出現超大質量黑洞。在銀河系的盤面上,存在一些凸起和扭結,這表明在過去的 120 億年中,它至少跟十幾個星系發生過碰撞。

就超大質量黑洞的形成而言,黑洞合併的重要性尚不明確。天文學家也不確定黑洞是否僅僅通過消耗塵埃和氣體就能長得那麼大。

因此,爲了弄清楚人馬座 A*的起源,該研究背後的研究人員利用來自事件視界望遠鏡的數據構建了這個黑洞隨時間變化的行爲模型。

在查看了多個模擬之後,研究團隊發現,黑洞的自旋通過與另一個星系的超大質量黑洞的合併事件來解釋最爲恰當。

“此次合併大概發生於約 90 億年前,在銀河系與蓋亞-土衛二星系合併之後,”該研究的合著者、內華達大學拉斯維加斯分校的物理學和天文學教授張兵說。

張補充道,此次合併佐證了黑洞能夠通過吞食其他黑洞從而變得比以往更大這一觀點,還提供了“對於我們星系動態歷史的洞察”。

研究人員當下正在等候天基引力波望遠鏡建造完工,從而他們能夠在宇宙中發現更多巨型黑洞合併的證據。

這項研究發表於《自然天文學》雜誌之上。