獅子座I矮星系內有一個質量相當於330萬個太陽的超大質量黑洞。
銀河系和獅子座I矮星系(左上及小圖內)。ESA / Gaia / DPAC / SDSS
如果說,在質量相當於200億個太陽的銀河系中心存在一個質量相當於400多萬個太陽的黑洞就已經讓人吃驚了的話,那麼當天文學家宣稱,在質量只相當於1500萬至3000萬個太陽的獅子座I矮橢球星系內,發現了一個質量相當於330萬個太陽的黑洞,就顯得有些讓人匪夷所思了。
但是這就是最近天文學家透過精確資料和超級計算機模擬得出的一個幾乎難以避免的結論。
美國阿斯汀德州大學麥克唐納天文臺的天文學家起初只想研究銀河系周邊矮星系內的暗物質。矮星系的暗物質比例普遍較高,但獅子座I卻比較奇怪,它包含的暗物質看上去並不多。
天文學家想要對獅子座I的暗物質分佈情況進行測量。由於暗物質不可見,人們只能透過它對周圍物質,比如恆星的引力影響加以研究。恆星的運動速度越快,恆星軌道內部存在的暗物質就越多。透過這種方式,研究人員想要了解獅子座I內暗物質的密度是否越靠近星系中心越大。
但是德州高階計算中心超級計算機根據新資料和新模型得出的結論,卻讓人驚掉了下巴。模擬結果明確指出,獅子座I中心很可能存在一個黑洞,其質量大約相當於330萬個太陽,而暗物質密度沒那麼高。
獅子座I是非常小的矮星系,其質量只相當於龐然大物銀河系的一個零頭。但它擁有的黑洞質量卻幾乎和銀心黑洞比肩。
研究人員稱,這個結論與以往的研究結果不同,是因為他們使用了更好的資料,和更先進的超級計算機。
這一發現或許能夠增進人們對超大質量黑洞成因的瞭解。如果連矮星系都能擁有超級黑洞,那麼透過不停呑併成長起來的大星系中心擁有更大的超級黑洞就不奇怪了。
但是這個黑洞本身又是從哪裡來的呢?現有理論難以解釋矮橢球星系記憶體在質量如此巨大的黑洞。不過有一種可能值得考慮,即獅子座I矮星系原本並不是矮星系,而只是一個殘留的大星系核。它在星系之間的“戰爭”中,失去了大部分恆星。
獅子座I矮星系是一個直徑約2000光年的矮橢球星系(銀河系大約10萬光年),距離地球約82萬光年,位於獅子座。這個星系一以來被認為是銀河系的衛星系,它目前正在以每秒285千米的速度遠離我們。
獅子座I矮星系。SDSS
參考
Dynamical Analysis of the Dark Matter and Central Black Hole Mass in the Dwarf Spheroidal Leo I
http://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/ac0c79
Leo 1 Dwarf Galaxy, a remote satellite of our Milky Way galaxy
http://annesastronomynews.com/photo-gallery-ii/galaxies-clusters/leo-1-dwarf-galaxy/