银河中心发现一个中等质量的黑洞

银河中心发现一个中等质量的黑洞 天文学家在银河系中心超大质量黑洞 SgrA* (Sagittarius A*) 附近发现了一个中等质量的黑洞。天文学家分析的星团 IRS 13 距离银河中心仅 0.1 光年，其中的恒星以相当有序的模式运动，而非预期的随机排列。这有两种可能性：IRS 13 与 SgrA* 之间有相互作用；IRS 13 内部有某种天体在吸引着周围的恒星。利用多个望远镜的观测表明，最有可能的原因是内部有一个中等质量的黑洞。存在中等质量黑洞的另一个迹象是 IRS 13 星团的密度高于银河系内的任何已知星团。 via Solidot

来自VLT巡天望远镜的图像提供了遥远银河系相互作用的观察视角

来自VLT巡天望远镜的图像提供了遥远银河系相互作用的观察视角 ESO 510-G13，一个奇特的透镜星系，距离我们约 1.5 亿光年，位于水螅座方向。资料来源：INAF/VST，致谢：M. Spavone（INAF），R. Calvi（INAF）VST 完全由意大利建造，于 2011 年启用，目前由 INAF 通过 VST 国家协调中心进行管理。月满之夜是我们的自然卫星亮度干扰科学数据收集的时刻，VST 中心已经开始了一项面向公众的新举措，在月满之夜捕捉星云、星系和其他标志性天体的惊人图像。该计划旨在吸引公众在标准观测不太理想的时期对天体物理学的兴趣。"除了科学研究之外，VST 中心的目标之一是传播科学知识，与公众分享宇宙的奥妙。我们尤其希望年轻人能够通过这些神奇的图像发现并培养他们对天体物理学的兴趣"，那不勒斯国家天体物理研究所（INAF）研究员、VST 国家协调中心负责人 Enrichetta Iodice 解释说。三幅新照片中的第一幅描绘的是ESO 510-G13，这是一个奇特的透镜状星系，距离我们约1.5亿光年，位于水螅座方向。星系中央的隆起非常突出。从边缘看去，灰尘盘的黑色轮廓穿过隆起，遮住了部分光线。尘埃盘扭曲的形状隐约像一个倒立的 S，这表明 ESO 510-G13 的过去充满了动荡，它可能是在与另一个星系发生碰撞后才变成了现在的样子。在右下角，银河系的众多恒星散布在整个图像中，其中还可以看到一对螺旋星系，距离我们约 2.5 亿光年。将图像放大，即使距离更远，也能看到更多的星系，它们就像背景中许多小点中拉长的小光点。由四个星系组成的小星系群，名为希克森紧凑星系群 90（HGC 90），距离地球约 1 亿光年，朝向南鱼座。资料来源：INAF/VST/VEGAS，E. Iodice（INAF）。鸣谢：M：M. Spavone (INAF), R. Calvi (INAF)另一张图片展示了一个由四个星系组成的小星系群，名为希克森紧凑星系群 90（HGC 90），距离地球约 1 亿光年，朝向南鱼座。图像中心附近的两个圆形亮点是椭圆星系 NGC 7173 和 NGC 7176。分叉并连接这两个星系的明亮条纹是该星系群的第三个成员螺旋星系 NGC 7174：它奇特的形状表明，这三个天体之间正在发生相互作用，剥离了它们的恒星和气体，混淆了它们的分布。漫射光晕笼罩着这三个星系。属于这个星系群的第四个星系，NGC 7172，在图像的上半部分可以看到，似乎并没有参与这场天体舞蹈：它的核心被黑暗的尘埃云穿过，隐藏着一个超大质量的黑洞，一直在积极地吞噬着周围的物质。HGC 90 四星系被镶嵌在一个更大的结构中，包括数十个星系，其中一些在这张图片中可见。从室女座方向可以观测到的 Abell 1689星系团。资料来源：INAF/VST。鸣谢：M：M. Spavone（国家天文台），R. Calvi（国家天文台）第三幅图像显示的是室女座的阿贝尔 1689星系团，这是一个包含两百多个星系的丰富星系团。阿贝尔1689星系团包含两百多个星系，大部分呈黄橙色球状，它们的光线经过大约20亿年的传播才到达VST。巨大的质量，包括大量的热气体和神秘的暗物质以及星系，使星系团附近的时空发生了变形。因此，星团就像一个"引力透镜"，照射在更遥远的星系上，放大它们的光线，产生扭曲的图像，就像放大镜的作用一样。其中一些星系可以被看成小点和微小的、略微弯曲的线条，尤其是在星团的中心区域。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

"耀斑"与"回声"：揭开银河系核心怪兽黑洞的神秘面纱

"耀斑"与"回声"：揭开银河系核心怪兽黑洞的神秘面纱 密歇根州立大学研究员格蕾丝-桑格-约翰逊（Grace Sanger-Johnson）通过筛选十年来的 X 射线数据，从银河系中央超大质量黑洞人马座 A* 发现了九个以前未被发现的 X 射线耀斑。这张十多年前公布的 NASA 图像显示了一个 X 射线耀斑的例子。图片来源：NASA/JPL-CaltechMSU荣誉学院的本科生研究员杰克-尤特格（Jack Uteg）分析了来自黑洞附近分子云的X射线回波，从而窥探到人马座A*过去200多年的历史。密歇根州立大学的研究人员对银河系中心的超大质量黑洞有了突破性发现。他们的发现基于美国国家航空航天局（NASA）NuSTAR X射线望远镜的数据，于6月11日在美国天文学会（AAS）第244次会议上公布。由于黑洞具有强大的引力场，连光都无法逃脱，因此研究黑洞面临着独特的挑战。为了了解这些神秘的天体，科学家们通常会研究它们的引力对附近恒星的影响以及邻近气体云的辐射等指标。 NASA NuSTAR天体学家的概念图NuSTAR轨道上的艺术家概念图。资料来源：NASA/JPL-加州理工学院黑洞研究创新项目格蕾丝-桑格-约翰逊（Grace Sanger-Johnson）和杰克-尤特格（Jack Uteg）在物理与天文系助理教授张硕（Shuo Zhang）的领导下，利用天基望远镜数十年的X射线数据，找到了更多揭示这些宇宙谜团的创新方法。格蕾丝和杰克的贡献令人无比自豪，"张说。"他们的工作充分体现了密苏里大学对开拓性研究和培养下一代天文学家的承诺。这项研究是MSU科学家如何揭开宇宙秘密的最好例证，使我们更接近于理解黑洞的本质和银河系中心的动态环境。"约翰逊分析了10年来的数据，寻找银河系中心黑洞人马座A*（Sgr A*）的X射线耀斑，在此过程中，她发现了九个未被注意到的耀斑。这些耀斑是高能量光的剧烈爆发，为研究黑洞周围的环境提供了一个独特的机会，由于黑洞的引力惊人，人们通常看不到黑洞周围的环境。Sgr A*是距离地球最近、活动最少的超大质量黑洞，因此，来自Sgr A*及其耀斑的数据是目前已知的研究黑洞物理环境的方法之一。张说："我们正坐在前排观察银河系中心这些独特的宇宙焰火。耀斑和焰火都能照亮黑暗，帮助我们观测到平时无法观测到的东西。这就是为什么天文学家需要知道这些耀斑发生的时间和地点，这样他们就可以利用这些光来研究黑洞的环境。"桑格-约翰逊精心筛选了NuSTAR（核光谱望远镜阵列）从2015年到2024年收集的十年X射线数据，NuSTAR是NASA的天基X射线望远镜之一。研究小组说，新发现的九个耀斑都为了解黑洞的环境和活动提供了宝贵的数据："我们希望通过建立这个有关Sgr A*耀斑的数据银行，我们和其他天文学家能够分析这些X射线耀斑的特性，并推断出超大质量黑洞极端环境内部的物理条件。"而MSU荣誉学院的本科生研究员Uteg则用一种类似于聆听回声的技术研究了黑洞的活动。Uteg分析了近20年的数据，目标是Sgr A*附近被称为"桥"的巨型分子云。Uteg说："与恒星不同，星际空间中的这些气体和尘埃云不会产生自己的X射线。因此，当 X 射线望远镜开始捕捉到来自"桥"的光子时，天文学家开始假设其来源。我们看到的亮度很可能是 Sgr A* 过去 X 射线爆发的延迟反射。我们在 2008 年左右首次观测到亮度的增加。然后，在接下来的12年里，"桥"发出的X射线信号持续增加，直到2020年达到峰值亮度。"这种来自黑洞的"回波"光从Sgr A*到分子云经过了数百年的时间，然后又经过了大约2.6万年的时间才到达地球。通过分析这种X射线回波，Uteg开始重建黑洞过去活动的时间轴，提供了仅靠直接观测无法获得的洞察力，分析过程使用了来自NuSTAR以及欧洲航天局X射线多镜（XMM）牛顿空间观测站的数据。Uteg说："我们关注这个云团变亮的一个主要原因是，它能让我们确定过去Sgr A*爆发的亮度。"在这些计算中，Uteg 和 MSU 的团队确定，大约 200 年前，Sgr A* 在 X 射线中的亮度大约是我们今天看到的它的 5 个数量级。张说："这是我们第一次为我们的超大质量黑洞周围的分子云构建了一个长达24年的可变性，这个分子云已经达到了它的X射线光度峰值。它使我们能够了解到 Sgr A* 在大约 200 年前的活动情况。我们在MSU的研究团队将继续这种'天体考古游戏'，进一步揭开银河系中心的神秘面纱。"虽然引发X射线耀斑的确切机制和黑洞的精确生命周期仍然是个谜，但MSU的研究人员相信，他们的发现将引发进一步的研究，并有可能彻底改变我们对这些神秘天体的认识。Uteg和Sanger-Johnson得到了NASA NuSTAR客座观测计划的支持。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

银河核心的“僵尸恒星”与时间赛跑 还会吃掉自己的邻居

银河核心的“僵尸恒星”与时间赛跑 还会吃掉自己的邻居 这只是美国西北大学最新研究的奇特发现之一。天体物理学家利用一个新模型，追踪了绕银河系中心超大质量黑洞人马座A*（Sgr A*）运行的1000颗模拟恒星的暴力旅程。由于恒星如此密集，该区域通常会经历残酷的恒星碰撞。通过模拟这些激烈碰撞的影响，这项新研究发现，碰撞的幸存者可能会失去质量，成为被剥离的低质量恒星，也可能会与其他恒星合并，成为大质量恒星，并在外观上重新焕发青春。西北大学的 Sanaea C. Rose 说："中央黑洞周围区域恒星密集，运动速度极快。这有点像在高峰时段穿过纽约市拥挤不堪的地铁站。如果你没有撞上其他人，那么你就会与他们擦肩而过。对于恒星来说，这些近距离碰撞仍然会使它们产生引力相互作用。我们想探索这些碰撞和相互作用对恒星群意味着什么，并描述它们的结果"。这幅插图显示了非常靠近人马座 A* 的恒星的轨道，人马座 A* 是银河系中心的一个超大质量黑洞。图片来源：ESO / L. Calçada / Spaceengine.org罗斯今天（4月4日）在加利福尼亚州萨克拉门托举行的美国物理学会（APS）四月会议上介绍了这项研究。"银河中心的恒星碰撞"是"粒子天体物理学和银河中心"会议的一部分。罗斯是西北大学天体物理学跨学科探索与研究中心（CIERA）的林德海默博士后研究员。她在加州大学洛杉矶分校攻读博士学位时开始这项工作，天体物理学家、前西北大学博士后斯马达尔-诺兹（Smadar Naoz）曾为她提供指导。银河系的中心是一个奇特而狂野的地方。Sgr A*的引力加速恒星以可怕的速度绕着自己的轨道旋转。挤在银河中心的恒星数量多达一百万颗。密集的星团加上快如闪电的速度，就像一场快速的拆迁运动。在最内层区域距离黑洞 0.1 皮秒的范围内，几乎没有恒星能毫发无损。罗斯解释说："距离我们太阳最近的恒星大约在四光年之外。在超大质量黑洞附近的相同距离内，有超过一百万颗恒星。这是一个非常拥挤的邻域。除此之外，超大质量黑洞还具有非常强大的引力，当它们绕着黑洞运行时 恒星可以以每秒数千公里的速度移动。"在这个狭小而紧张的邻域中，恒星可能会与其他恒星发生碰撞。恒星越靠近超大质量黑洞，碰撞的可能性就越大。出于对这些碰撞结果的好奇，罗斯和她的合作者开发了一种模拟，以追踪银河系中心恒星群的命运。模拟考虑了几个因素：恒星群的密度、恒星的质量、轨道速度、引力以及与 Sgr A* 的距离。罗斯在研究中发现了一个最有可能决定恒星命运的因素：恒星与超大质量黑洞的距离。在距离黑洞 0.01 皮秒的范围内，恒星以每秒数千公里的速度移动，不断相互碰撞。这种碰撞很少是正面碰撞，更像是"剧烈的击掌"。撞击的力度不足以将恒星完全撞碎。相反，它们会脱落外层，继续沿着碰撞路线加速前进。罗斯说："它们相互擦过，就像在非常激烈地击掌。这会导致恒星喷射出一些物质，失去外层。根据它们移动的速度和碰撞时的重叠程度，它们可能会失去相当多的外层。这些毁灭性的碰撞导致了一群奇怪的、被剥离的、低质量的恒星"。在 0.01 皮秒之外，恒星的运动速度更为缓慢每秒数百公里，而不是数千公里。由于速度较慢，这些恒星会相互碰撞，但又没有足够的能量逃逸。相反，它们会合并变得更加巨大。在某些情况下，它们甚至可能合并多次，变得比我们太阳的质量大 10 倍。罗斯说："少数恒星通过碰撞和合并，收集了更多的氢。虽然它们是由较老的恒星形成的，但它们却伪装成年轻的恒星。它们就像僵尸恒星，会吃掉自己的邻居。"但是，年轻的外表是以缩短预期寿命为代价的。大质量恒星有点像巨大的、充满气体的汽车。它们一开始有大量的氢，但它们燃烧的速度非常非常快。虽然罗斯在研究银河系中心附近奇异的极端区域时发现了简单的快乐，但她的工作也能揭示银河系的历史信息。由于中心星团极难观测，她的团队的模拟可以揭示隐藏的过程。罗斯说："这是一个与众不同的环境。在一个非常拥挤的区域中，受到超大质量黑洞影响的恒星，与我们在太阳系附近看到的任何东西都不一样。但是，如果我们能够了解这些恒星群，那么我们也许就能对银河系中心是如何形成的有一些新的认识。至少，它无疑为我们生活的邻域提供了一个对比点。"罗斯在美国物理学会的发言包括2024年3月《天体物理学杂志通讯》和2023年9月《天体物理学杂志》发表的研究成果。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

银河系中心有一个诡异的辐射源 不是任何已知天体

银河系中心有一个诡异的辐射源 不是任何已知天体 利用位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)得到的高分辨率成像，科学家发现了这个新的辐射源，编号为G0.02467-0.0727。这个神秘的天体正不断喷发出冷冷的尘埃，以及时速高达18万公里的高速气体流，最邪门的是周围的气体温度只有零下260摄氏度，远低于该区域的正常温度。科学家考虑了原恒星尘埃、原恒星喷流、原恒星流入、爆发性喷流、演化恒星喷射物、行星状星云、恒星碰撞、高速紧凑云(HVCC)、中等质量黑洞(IMBH)、星系、超新星等各种可能，但都和观测数据无法完全吻合，无法归入任何已知天体分类。无奈之下，科学家暂时将其命名为“毫米超宽线天体”(MUBLO)，未来将继续研究。 ... PC版： 手机版：

揭开神秘的面纱：超大质量黑洞是如何变得如此巨大的？

揭开神秘的面纱：超大质量黑洞是如何变得如此巨大的？ 研究人员结合X射线勘测和超级计算机模拟，追踪了120亿年的宇宙黑洞成长过程。他们的研究结果表明，黑洞的增长主要是由吸积驱动的，而兼并则起次要作用，尤其是在宇宙早期。这些发现有助于解释黑洞在宇宙年轻阶段的快速增长。 超大质量黑洞是如何获得超大质量的？通过将最前沿的 X 射线观测与最先进的超级计算机模拟相结合，研究人员对星系中心发现的超大质量黑洞的成长过程进行了迄今为止最好的建模。利用这种混合方法，宾夕法尼亚州立大学天文学家领导的研究小组得出了黑洞在 120 亿年中生长的完整图景，从宇宙诞生之初的大约 18 亿年到现在的 138 亿年。这项研究包括两篇论文，一篇发表在2024年4月的《天体物理学杂志》上，另一篇尚未发表，将提交给同一杂志。研究成果将在6月9日至6月13日在威斯康星州麦迪逊市莫诺纳露台会议中心举行的美国天文学会第244届会议上公布。该成果在新闻发布会上进行了专题介绍，新闻发布会进行了现场直播，现在就可以观看：论文第一作者、宾夕法尼亚州立大学研究生邹凡（音译）说："星系中心的超大质量黑洞的质量是太阳质量的数百万到数十亿倍。它们是如何变成这样的怪物的？这是天文学家几十年来一直在研究的问题，但一直难以可靠地追踪黑洞生长的所有方式。"超大质量黑洞主要通过两种途径生长。它们消耗宿主星系中的冷气体这个过程被称为吸积当星系碰撞时，它们会与其他超大质量黑洞合并。 "在吞噬宿主星系气体的过程中，黑洞会放射出强烈的X射线，这是追踪黑洞吸积增长的关键，"研究小组负责人、宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学埃伯利家族讲座教授兼物理学教授W. Niel Brandt说。"我们利用有史以来发射到太空的三个最强大的 X 射线设施 20 多年来积累的 X 射线巡天数据测量了吸积驱动的增长。"研究小组使用了来自美国宇航局钱德拉X射线天文台、欧洲航天局的X射线多镜任务-牛顿（XMM-Newton）和马克斯-普朗克地外物理研究所的eROSITA望远镜的补充数据。总共测量了包含 8000 多个快速增长黑洞的 130 万个星系样本中的吸积驱动增长。研究人员将迄今为止发射到太空的最强大 X 射线设施的 X 射线观测结果与超级计算机模拟的星系在宇宙历史中的堆积过程相结合，为星系中心发现的超大质量黑洞的生长提供了迄今为止最好的模型。左侧是结合 X 射线（蓝色）和光学（红、绿、蓝）观测结果的图像，右侧是利用 IllustrisTNG 进行宇宙学模拟后得到的模拟气体柱密度。观测到的 X 射线辐射主要来自吸积超大质量黑洞，如插图所示。图中短边的长度与天空中满月的表面大小相同。资料来源：F.Zou (Penn State) et al：观测：XMM-SERVS 协作组；模拟：TNG 协作组；插图：XMM-SERVS 协作组：插图：Nahks TrEhnl（宾夕法尼亚州立大学）Zou说："我们样本中的所有星系和黑洞在多个波长上都有非常好的特征，在红外、光学、紫外和X射线波段都有极好的测量。数据显示，在所有宇宙纪元，质量更大的星系通过吸积黑洞的速度更快。凭借高质量的数据，我们能够比过去的研究更好地量化这一重要现象。"超大质量黑洞增长的第二种方式是通过合并，即两个超大质量黑洞碰撞并合并在一起，形成一个质量更大的黑洞。为了追踪合并后的增长，研究小组使用了IllustrisTNG，这是一套超级计算机模拟，模拟了从宇宙大爆炸后不久到现在的星系形成、演化和合并过程。Brandt说："在我们的混合方法中，我们将观测到的吸积增长与模拟的合并增长结合起来，重现了超大质量黑洞的增长历史。我们相信，通过这种新方法，我们已经绘制出了迄今为止最真实的超大质量黑洞成长图景。 "研究人员发现，在大多数情况下，吸积主导了黑洞的增长。合并起了显著的辅助作用，尤其是在过去 50 亿年的宇宙时间里，对于最大规模的黑洞而言。总的来说，在宇宙年轻的时候，所有质量的超大质量黑洞的增长速度都要快得多。正因为如此，到 70 亿年前，超大质量黑洞的总数几乎已经定型，而在宇宙早期，许多新的黑洞还在不断涌现。"通过我们的方法，我们可以追踪局域宇宙中的中心黑洞最有可能是如何随着宇宙时间的推移而增长的，"Zou说。"举例来说，我们考虑了银河系中心超大质量黑洞的成长过程，它的质量为 400 万太阳质量。我们的研究结果表明，我们银河系的黑洞很可能是在宇宙时间相对较晚的时候才成长起来的。"编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：