黑洞真实质量被低估 应是前预测两到三倍

杨幕

天文学家在窥视银河系附近的一个最大星系的“心脏”时发现，位于其中心的黑洞的质量是之前预测的两到三倍，这也使它成为迄今为止在附近的宇宙中发现的最大黑洞。

　　天文学家在6月8日于加利福尼亚州帕萨迪纳市召开的美国天文学学会半年会上报告了这一发现。它意味着研究人员一直严重低估了附近宇宙中的黑洞质量。这项研究成果很可能迫使研究人员重新审视他们有关黑洞周围星系形成机制的观点。

　　通过测量恒星在星系内部的运转速度，进而计算出保持这样一种运转速度所需的引力牵引的大小，研究人员能够推断出一个星系的质量。这类计算还能够帮助天文学家测定位于附近所有星系的中心的黑洞质量。

　　日前，美国奥斯汀市得克萨斯大学的Karl Gebhardt和德国Garching马普学会宇宙物理研究所的Jens Thomas，利用新的计算模型推算出位于M87——距离地球约5000万光年的一个巨大星系——中央的黑洞的质量。研究人员的做法区别于之前的估算之处在于，把暗晕——围绕在星系周围的看不见的暗物质球体——计算在内，天文学家曾相信，暗晕仅仅是全部质量的一个相对较小的分量。Gebhardt和其他研究人员并未试图将暗晕合并到之前的模型中的另一个原因是，完成这项工作所需的海量的计算能力。

　　通过在一台超级计算机上运行这一模型，研究小组发现，位于M87中心的黑洞的质量是太阳质量的64亿倍——这是之前预测结果的两到三倍。研究人员还利用这一模型计算了附近另外4个星系中的黑洞质量，结果显示，这些黑洞的质量也分别增加了1.5倍到3倍。

　　这些研究结果将于今年夏天的晚些时候刊登在《天体物理学杂志》上。Gebhardt表示：“它们让我们措手不及；似乎是我们系统地低估了黑洞的质量。”

　　另外，新的黑洞“称重”模型也可以帮助解决天文学界存在已久的有关类星体的一个谜团。类星体是位于遥远宇宙空间的正在形成中的星系，类星体的黑洞被尘埃和气体所环绕，大量恒星正在形成。类星体的质量超大，通常高达太阳质量的100亿倍以上。而在太阳系周边的星系中，天文学观测却从未发现过质量数量级相当的黑洞。

　　Thomas说，以前天文学家对这一问题作出的假设是，类星体的质量可能估算不准。“现在，如果M87黑洞的质量修正为原先质量的两至三倍，这个问题就不复存在了”。

　　美国亚利桑那州图森市国立光学天文台的天文学家Tod Lauer指出，由于黑洞的引力会影响环绕它的星系的运行，因此两倍或三倍的黑洞质量将改变星系物质如何在其周围形成涡流的图画。而这将影响星系生长和变化的方式。