超大質(zhì)量黑洞正在與銀河系相撞

銀河系與超大質(zhì)量碰撞黑洞可能比我們想象的更近。

深藏在大型麥哲倫星云矮星系它以不斷閉合的循環(huán)繞著銀河系運(yùn)行，已經(jīng)檢測(cè)到一個(gè)質(zhì)量約為太陽質(zhì)量 600,000 倍的巨大不可見物體的跡象。

由于大麥哲倫星云有一天會(huì)與我們自己的星系相撞，這意味著黑洞也注定會(huì)撞擊。

更有趣的是，黑洞落入了一個(gè)罕見的質(zhì)量狀態(tài)，質(zhì)量低于太陽的一百萬倍。如果可以確認(rèn)它的存在，它就為我們提供了一個(gè)新的數(shù)據(jù)點(diǎn)來理解它是如何的黑洞從星星大小的質(zhì)量成長(zhǎng)為塊狀的怪物，不僅相當(dāng)于數(shù)百萬，而且相當(dāng)于數(shù)十億個(gè)太陽的質(zhì)量。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)由哈佛和史密森尼天體物理中心（CfA）的天體物理學(xué)家Jiwon Jesse Han領(lǐng)導(dǎo)，已提交給天體物理學(xué)雜志，目前在 Preprint Server 上可用arXiv.

黑洞實(shí)際上很難被發(fā)現(xiàn)。除非它們積極地啜飲物質(zhì)，這是一個(gè)在物質(zhì)受到摩擦和重力超熱時(shí)產(chǎn)生熾熱光的過程，否則它們不會(huì)發(fā)出我們無法檢測(cè)到的輻射。

這意味著科學(xué)家們必須變得棘手，他們的技巧之一就是尋找以其他方式無法解釋的方式移動(dòng)的恒星。

執(zhí)行此作的主要方法是測(cè)量異常軌道.例如，天文學(xué)家正是通過仔細(xì)研究銀河系中心的軌道確認(rèn)了存在和質(zhì)量人馬座 A*，銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞（如果你感興趣的話，它大約有 430 萬個(gè)太陽質(zhì)量）。

然而，Han 和他的同事并沒有尋找軌道。相反，他們的研究集中在另一種類型的恒星運(yùn)動(dòng)上：超高速恒星，這是一種異常天體，其移動(dòng)速度比銀河系中其他恒星的平均速度要快得多——如此之快，它們甚至可以突破星系際空間。

有許多這樣的膽大妄為的明星在銀河光環(huán)，目的地未知。

這些恒星加速的方式使研究人員產(chǎn)生了一個(gè)概念，即它們可能會(huì)引領(lǐng)我們走向隱藏的黑洞.這種加速踢被稱為希爾斯機(jī)制，即黑洞和兩顆恒星之間的三體相互作用。最終，引力之舞將導(dǎo)致這個(gè)三元組的成員以超高速在太空中被強(qiáng)行喊叫。

最近退役的蓋亞太空望遠(yuǎn)鏡在太空中花了幾年時(shí)間繪制銀河系天體的地圖，包括它們?cè)谌S空間中的位置（這比你想象的要難） 以及它們的運(yùn)動(dòng)和速度。

利用蓋亞數(shù)據(jù)，研究人員對(duì)銀河系外暈中的 21 顆超高速恒星進(jìn)行了新的分析，這些恒星與 Hills 機(jī)制一致。這些恒星都是 B 亞型，巨大而熾熱，壽命相對(duì)較短，這意味著它們?cè)谔罩械母咚俾眯幸脖仨毾鄬?duì)較短。

這項(xiàng)分析涉及將恒星的速度和運(yùn)動(dòng)追溯到它們的原點(diǎn)，仔細(xì)地排除我們其他可能的加速情景。他們能夠自信地追蹤 16 顆恒星。其中 7 顆起源于銀河系中心的 Sgr A* 附近。

然而，剩下的九顆恒星似乎來自大麥哲倫星云。他們共同提出了一個(gè)重達(dá)約 600,000 個(gè)太陽質(zhì)量的物體通過希爾斯機(jī)制拋射——一個(gè)隱藏的黑洞潛伏在其中。

大麥哲倫星云目前圍繞銀河系運(yùn)行，距離約為 160,000 光年。它漫長(zhǎng)而緩慢地墜入我們的銀河系并不是一件簡(jiǎn)單的事情，而是一場(chǎng)持續(xù)的舞蹈;最近的估計(jì)顯示，這次遭遇戰(zhàn)的時(shí)間大約是20 億年之外.

一旦兩個(gè)星系合并，大麥哲倫星云中的超大質(zhì)量空洞（如果有黑洞的話）將前往星系中心，最終在億萬年后與 Sgr A* 合并，形成一個(gè)更大的黑洞。

天文學(xué)家認(rèn)為，這是黑洞從相對(duì)較小的尺寸發(fā)展到更大的黑洞的一種方式。如果看到這個(gè)過程在我們自己的銀河系中慢慢發(fā)生，那將是多么不可思議——即使我們是不會(huì)在身邊看到結(jié)局.

該團(tuán)隊(duì)希望，未來的研究將幫助他們確認(rèn)存在并確定他們迷人的新發(fā)現(xiàn)的特性。

該研究提交給天體物理學(xué)雜志，可在arXiv.

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