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巨大的黑洞是太阳质量的300亿倍,是迄今为止发现的最大黑洞之一

2023-03-31 07:55:22来源:要欲闻清佩

天文学家利用引力透镜和超级计算机来识别这个巨大的黑洞,这是迄今为止发现的最大的黑洞之一。


【资料图】

天文学家利用阿尔伯特爱因斯坦预测的时空技巧,发现了迄今为止发现的最大黑洞之一——一个质量约为太阳300亿倍的超大质量怪物。

这个巨大的黑洞潜伏在距离地球27亿光年的Abell 1201星系团中最明亮的星系中,它是由一个背景星系弯曲的巨大弧线发出的,该背景星系被黑洞巨大的引力场拉伸和模糊了。

探测到它的天文学家在一份声明中说,这个宇宙怪物存在于“我们认为黑洞理论上可以变得多大的上限上”。但这可能只是该团队利用这项技术在夜空中发现的众多宇宙庞然大物中的第一个。研究人员在3月28日发表在《皇家天文学会月刊》上的一篇论文中写道,发现超大质量黑洞只是弄清楚这些怪物如何变得如此巨大的第一步。

爱因斯坦的广义相对论描述了大质量物体如何扭曲时空结构。爱因斯坦解释说,引力不是由一种看不见的力产生的,而只是我们在物质和能量存在下的时空弯曲和扭曲的经验。

这个弯曲的空间反过来又为能量和物质的运动设定了规则。根据广义相对论最著名的预言之一,光在穿越一个极其弯曲的时空区域时,以曲线的方式旅行,这也许并不令人惊讶——弯曲和扭曲穿过一个巨大的哈哈镜,直到它出现一个被称为爱因斯坦环的拉伸弧线。天文学家可以利用这种被称为引力透镜效应的效应来探测那些用其他方法可能看不到的微弱天体。

“我们所知道的大多数最大的黑洞都处于活跃状态,靠近黑洞的物质被加热,并以光、x射线和其他辐射的形式释放能量,”研究作者、英国杜伦大学的天体物理学家詹姆斯南丁格尔(James Nightingale)在声明中说。“然而,引力透镜使研究不活跃的黑洞(不进食,因此不发光)成为可能,这在遥远的星系中是不可能的。”

一旦他们发现了不活跃黑洞周围弯曲的光弧,研究人员就利用它如何拉伸光的信息来重建黑洞的大小。研究人员用哈勃太空望远镜拍摄了高分辨率的图像,并将测量结果输入DiRAC COSMA8超级计算机,模拟了黑洞需要多大的质量才能将光线弯曲到它所拥有的程度。

他们发现这个庞然大物的质量高达300亿个太阳质量,比银河系中心的超大质量黑洞大8000倍左右。迄今为止发现的最大黑洞是TON 618,大约是400亿个太阳质量。

以这种方式研究更大质量的黑洞可以帮助科学家理解这些宇宙巨人是如何成长到如此不可思议的大小的,以及研究这些怪物是如何影响宇宙的演化的。

南丁格尔说:“这种方法可以让我们在我们所在的宇宙之外探测到更多的黑洞,并揭示这些奇异的物体是如何在宇宙时间里进一步进化的。”

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