天文学家发现充满小黑洞的星团

几千光年外的球状星团有个让人惊奇的核心。天文学家发现,NGC 6397包着一群恒星质量等级的黑洞,而不是一个相对巨大的黑洞。

球状星团常认为是早期宇宙的“化石”,非常致密,约含10万至100万个非常古老的恒星,有些就像NGC 6397,和宇宙一样老。所有的球状星团恒星都形成于同时期、同气体云,银河系就约有150个已知的球状星团。

这些球状星团是研究宇宙历史、或绕行星系暗物质含量的绝佳工具,但近来天文学家关注难以捉摸的天体──中等质量黑洞。

中等质量黑洞(intermediate-mass black holes)位于恒星质量黑洞(Stellar black hole)和超大质量黑洞(supermassive black holes)之间,后者通常位于星系中心。关于中等质量黑洞存在的确凿证据很少,且还没有定论。理论模型显示,可在球状星团找到,球状星团是恒星聚集的引力核心,就像超大质量黑洞周围的较大星系。

这与一种称为动态摩擦的阻力相一致,其中群集的对象互相交换动量,诸如白矮星,中子星和黑洞这类的死亡恒星比主序星更致密,向内移动,其他较轻恒星则往外围移动。天文学家使用恒星演化理论推测,发现的大部分额外质量都是黑洞。

位于约7,800光年之外的NGC 6397,中心可能是一个中等质量的黑洞。

天文学家Eduardo Vitral表示:强而有力的证据显示NGC 6397的致密核心有个看不见的质量,占比不大,但我们惊讶地发现,不是“点状”呈现,应该不是一个孤立的巨大黑洞。

这也是最近两篇论文一致发现,住在球状星团中心区域的不是中等质量黑洞,而可能是一群恒星质量黑洞。如今这些发现再次获得验证。

这些观测证据,对研究恒星质量黑洞和寻找中等质量黑洞很有帮助,天文学家可优化搜索,排除行为相同的球状星团,对其他黑洞研究也很有价值。由于这些对象将继续向星团的中心移动,因此团队相信最终将开始相互缠绕并整合,最终可能形成中等质量的黑洞,当然这过程需经过很长很长的时间。

这类星团的核心对重力波天文学非常重要。由于它们非常致密聚合,因此会加速这过程,这意味着我们可特别着眼这些区域,针对整合前的状态研究,并可预测黑洞整合时即将发生的重力波事件。