天文學家發現在大質量星系中的黑洞成長速度超過預期


美國賓夕法尼亞州州立大學的博士生楊光及硏究團隊使用來自不同望遠鏡的數據來研究距離地球43至122億光年的星系中黑洞的增長率。X射線數據包括錢德拉X射線天文台南、北天區(Chandra Deep Field-South&North)和COSMOS-Legacy計劃。

計算了超大質量黑洞的增長率與其宿主星系中恆星的增長率之間的比率。此前普遍的想法是,這個比例對於所有星係來說大致是恆定的。但是根據研究的結果,這個比例對於更大的星系來說要高得多。對於包含約一千億太陽質量恆星的星系而言,這個比率比擁有約一百億太陽質量恆星的星系約高十倍。

研究團隊認為也許大質量的星系比中等質量的黑洞更能有效地向中央超大質量黑洞供應星際雲氣。

另一組天文學家西班牙太空科學研究所的馬·眉掛(Mar Mezcua)和她的團隊也獨立發表了相關的證據,顯示超大質量黑洞的增長速度超過了其宿主星系中恆星的形成速度。他們研究了位於距離地球約35億光年的星系團中心的72個星系。該研究使用了來自錢德拉X射線天文台的X射線數據和來自澳洲緻密射電望遠鏡陣列(Telescope Compact Array),Karl G. Jansky甚大天線陣列和超長基線陣列的無線電觀測數據。

眉掛和她的團隊利用眾所周知的關係,將黑洞質量與X射線觀測和相關的無線電觀測資料聯繫起來,估計了這些星系團中黑洞的質量。發現若黑洞和星系成長相關連的情況下黑洞的質量將比另一種方法估計的質量大十倍左右。

研究人員發現,他們的樣本中幾乎一半的黑洞的質量估計至少是太陽質量的一百億倍。這使得他們處於極端重量等級,天文學家稱之為超大質量黑洞。

【圖:美國太空總署;文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁】

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