人們以為黑洞是吞噬一切物質的天體,可是哈勃太空望遠鏡的最新觀測數據顯示,3000萬光年外位於一個矮星系中心的黑洞正向周圍輸送物質,支持新星的誕生。

這個矮星系Henize 2-10是南天羅盤座(Pyxis)內的一個星系。矮星系的亮度比一般的星系低,裏面恆星的數量少一些。Henize 2-10的恆星數量只有銀河系的十分之一。

科學家發現大一些的星系中心都有一個質量巨大的超級黑洞。十年前剛發現這個矮星系的時候,科學家討論過,矮星系的中心是不是也有一個黑洞?質量多大?是不是每個星系的中心都有一個質量和星系的大小成一定比例的黑洞?

最新觀測數據證實Henize 2-10中心也有一個黑洞,質量大約是太陽的百萬倍。相比之下,大一些星系中心黑洞的質量可以達到太陽的10億倍以上,星系越大,其中心黑洞的質量也越大。

美國太空總署(NASA)介紹說,大一些星系中心的超級黑洞周圍的磁場很強,任何落向黑洞的物質在強磁場的作用下,都被掃入黑洞的噴流——即從黑洞上下方以接近光速向宇宙空間噴射的等離子束。

也許因為Henize 2-10中心黑洞的質量小一些,它的情況和超級黑洞不一樣。從哈勃望遠鏡拍攝的照片上看到,從這個黑洞中心區域流出的物質,流向一個距離它大約230光年的明亮區域。這是一個正在誕生新星的區域。

NASA的介紹形容說:「流出的物質帶在太空中形成一個臍帶般的結構,連向旁邊的新星苗圃。」這個區域已經充滿了厚厚的塵埃。研究人員從哈勃望遠鏡提供的數據計算出,黑洞流出的物質以大約百萬英里的時速注入這個新星苗圃——「就像高壓水管衝入一堆塵土,水花四濺」。在「水花」飛濺之處,也看到了點點新星。

研究人員在報告中寫道:「我們的結論是,這個黑洞流出的物質促進了新星的誕生。」研究認為,超級黑洞的噴射流內物質溫度太高,無法支持新星的誕生。而質量小一些的黑洞,噴射流溫和一些,噴發的物質能夠在周圍的區域沉澱冷卻,促進新星的誕生。

但是,這些位於星系中心的黑洞仍然是天文學的謎題之一。科學家認為黑洞是恆星死亡後坍塌形成,之後與其它黑洞合併,逐漸變成越來越大的黑洞。即使這樣,要形成百萬倍、數億倍太陽質量的黑洞、而且正好在每個星系的中心都有一個,這仍然不可思議。

目前關於這些黑洞的來源大致有三個理論猜測:

1. 從恆星坍塌開始,後來吞併了足夠多的物質,長大成超級黑洞;

2. 早期宇宙中存在一些超大質量的恆星,坍塌後變成這些超級黑洞;

3. 高密度星團內發生坍塌事件,星團整體的大質量以某種方式造出超級黑洞。

NASA說還看不出哪種理論更佔上風。觀測像Henize 2-10星系中心的黑洞,對探索這些黑洞提供了很有價值的線索。

研究負責人艾米·雷恩斯(Amy Reines)說:「我們無法看到第一批黑洞是怎樣產生的,所以這個是很重要的問題:它們到底從哪兒來的?矮星系可能在一定程度上代表著種子黑洞的情形,而這在其它地方已經被時空抹去了痕跡。」

這份研究1月19日發表於《自然》(Nature)期刊。#

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