遥远Abell 2261星系中心的超大质量黑洞失踪之谜

我们的银河系中心有一个超大质量的黑洞,质量达到了太阳质量的400万倍,根据以往的观测每一个星系的中间都有一个超大质量的中心黑洞。但是有一个星系除外,这个星系科学家命名为Abell 2261,是一个离我们27亿光年之遥的星系。

遥远Abell 2261星系中心的超大质量黑洞失踪之谜插图1

Abell 2261是一个巨大的星系,它的直径达到了100万光年,作为对比,我们的银河系才10万光年,这个星系光是它的核心就达到了一万光年,可能是有史以来最大的一个星系核心,要知道我们银河系的银心才3光年左右。

Abell 2261不仅仅体现在自身的巨大无比,它还是另外一个更大结构的核心,一个星系团的核心(BCG),所以Abell 2261也可以被称作是A2261-BCG。在它的周围还有成百上千的星系被它强大的引力所吸引。

科学家根据Abell 2261星系的引力情况,计算了下它中心黑洞的质量大约在3亿~1000亿倍太阳质量,是银河系中心黑洞(400万倍太阳质量)的75倍~25000倍,这个可能是已知最大的黑洞之一

遥远Abell 2261星系中心的超大质量黑洞失踪之谜插图3

但是奇怪的是,在观测上,科学家却并没有在Abell 2261中心发现这个理论上应该存在超大质量黑洞

我们都知道,黑洞是无法被直接看到的,但是黑洞却可以通过影响周围的物质来被间接的发现。特别是这种星系核心的超大质量黑洞,周围的物质密度非常的高,就比如银河系,在银心大约3光年的范围内居然有超过4200万颗恒星存在。

这些恒星会因为接近黑洞而变得速度超级快,甚至让一颗恒星能够达到光速的8%的高速。这的是因为黑洞的超大质量会搅动并使得其周围的物质过热从而产生辐射。这些明亮的核心会构成一座星系最耀眼的部分。

但是让人奇怪的是,Abell 2261中心并没有找到这种黑洞摩擦物质所产生的辐射能量,而是存在着一团明亮的弥散星光迷雾。不管是钱德拉X射线天文台还是超大型阵列和哈勃太空望远镜在内的各种仪器都未能在A2261-BCG中心发现任何黑洞的迹象。

遥远Abell 2261星系中心的超大质量黑洞失踪之谜插图5

也就是说,一个理论上应该存在的超大质量黑洞,神奇的没有出现它该出现的位置。

科学家对此提出了一系列的新理论和猜想。

因为Abell 2261周围有很多星系,在过去的某一天,Abell 2261和其他星系发生了碰撞和融合,两个星系的中心超级大质量黑洞也发生了碰撞融合。因为这种星系级别的黑洞质量都是很大的,所以在两者会盘旋接近,最终碰撞合并成一个黑洞,这个相互绕行吸引的两个黑洞,也被叫做双黑洞系统,或者是叫做二元黑洞系统,这样的绕行过程能够持续数十亿年的时间。

遥远Abell 2261星系中心的超大质量黑洞失踪之谜插图7

在双黑洞系统阶段,两个超大质量的黑洞间会释放出极强的引力波,这些引力波会驱使星系中心的物质远离黑洞。这也是其星系核心的直径高达1万光年的原因,因为这些核心中的恒星,一部分是因为被黑洞合并驱离的恒星,另外一部分则是黑洞合并的过程中会从核心释放出一系列的物质从而产生新的恒星。

这个理论能被说通还有一个佐证,就是A2261-BCG星系的核心中恒星密度最高的地方在距离核心2000光年的地方,也就是说整个星系的中心形成了一个数千光年的空洞区域。

遥远Abell 2261星系中心的超大质量黑洞失踪之谜插图9

在这个核心空洞区域中,物质反而很稀疏。而如果没有物质落入黑洞,那我们就无法找到黑洞活动的证据,或者是有少量的物质,但是因为距离太远我们也不足以能够看到这些黑洞活动,这也就是A2261-BCG超大质量黑洞“消失”的原因。

在未来,要想找到Abell 2261的超大质量黑洞,还需要借助于更灵敏的设备,也可能会有新的理论知识来帮助我们寻找。

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