设为首页收藏本站加入QQ群

天之文天文论坛

 找回密码
 用户注册——开始天之文生活

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

查看: 615|回复: 9

在近邻棒旋星系NGC 3319中心发现中等质量黑洞候选体

  [复制链接]
发表于 2018-12-25 10:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
分享到:
来源  中国科学技术大学天文学系
https://astro.ustc.edu.cn/2018/1214/c14952a365552/page.htm


我校天文学系王挺贵小组在近邻宇宙的无核球棒旋星系NGC 3319中心发现中等质量黑洞候选体,为超大质量黑洞的种子的形成机制提供了重要线索。相关成果于2018年12月10日发表在天体物理权威期刊《天体物理期刊》上。  

fca0ba94-8683-4019-9d9e-625c1a437ff5.png
图左:星系NGC3319的光学图像(来自美国斯隆数字巡天);右:星系中心区域的放大图(哈勃太空望远镜的紫外图像),青色X标注的是Chandra X射线卫星探测的位置,X射线图像展示在左下角。

黑洞是爱因斯坦的广义相对论预言的一类独特的时空结构,在中心存在奇点,它存在一个视界面,进入面内的所有物质包括光都无法逃脱最终落到奇点。目前已知的黑洞可以分为两大类:第一类质量在几倍到几十倍太阳质量之间,称作恒星级黑洞;另一类质量在几百万到几十亿太阳质量之间,称作超大质量黑洞,位于星系的中心。恒星级黑洞首先由理论预言其存在,是大质量恒星死亡留下的产物,它通过吸积伴星的物质产生明亮的X射线辐射而被观测到。超大质量黑洞的物理起源并不明确,它最初是为了解释类星体巨大的能量输出而被理论家提出,随后被近邻星系的恒星动力学测量等观测证实。不仅如此,人们还发现超大质量黑洞和寄主星系核球的性质紧密相关,强烈暗示着两者可能是共同演化的。于是,一个自然而然的问题就被提出,是否存在质量介于两类黑洞之间的中等质量黑洞,即质量位于几百到几十万倍太阳质量的黑洞?这类黑洞可能作为超大质量黑洞的种子,对于我们理解超大质量黑洞的形成与增长有非常重要的意义。然而,发现中等质量黑洞一直是一个难题,这是因为它们距离比恒星级黑洞更远,但质量又比超大质量黑洞小,其产生的观测效应很弱,导致迄今可靠的候选体依然很有限。王挺贵小组采取了多波段交叉认证的方法在近邻宇宙成功发现一例极佳的候选体。该工作通过美国NASA的Chandra和欧空局的XMM-Newton两个目前最灵敏的X射线卫星在棒旋星系NGC 3319中心发现一个X射线点源,虽然其光度看起来更接近一般的超亮X射线源(ULX),但它的位置与哈勃太空望远镜的紫外和光学图像揭示的星系中心位置一致。综合分析其X-ray,紫外,光学的能谱分布,发现它与高吸积率的活动星系核高度一致,与ULX显著有差别。假设其爱丁顿吸积率为0.1,黑洞质量只有大约3千太阳质量,这可能是目前发现的星系中心最小的中等质量黑洞。用其他方法(如基本面关系,X射线光变等)估计的黑洞质量也小于10万倍太阳质量。


该研究表明结合当今最高空间分辨率的X射线和紫外观测对于发现中等质量黑洞很有效。王挺贵小组发现的目标是目前距离我们最近的几个候选体之一,有利于后续研究,如通过动力学测量得到更加准确的黑洞质量。NGC 3319是一个无核球的棒旋星系,有模拟研究表明,星系棒能有效的驱使气体内流,形成种子黑洞,该工作发现的中等质量黑洞候选体很可能就代表了这类种子黑洞的独特形成模式,对于我们全面理解超大质量黑洞的形成之谜有重要的启示。


论文的第一作者是物理学院天文学系的特任副研究员蒋凝博士,与天文学系王挺贵教授和中国极地研究中心的周宏岩教授为共同通讯作者,其他主要合作者还包括安徽师范大学的舒新文教授,中国极地研究中心的杨臣威博士等。论文放到预印本网站上后立即被著名科普网站世界科技研究新闻咨询网(phsy.org)于11月5日专题报道,引起广泛国际关注。本项研究得到国家自然科学基金、中国科学院以及科大青年创新基金的资助。


论文链接:
Jiang, N., Wang, T.-G., Zhou, H.-Y., et al. 2018, "Discovery of An Active Intermediate-Mass Black Hole Candidate in the Barred Bulgeless Galaxy NGC 3319",  The Astrophysical Journal, 869, 49
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aaeb90/meta

Phys.org网站报道链接:
Galaxy NGC 3319 may host an active intermediate-mass black hole, study finds
https://phys.org/news/2018-11-galaxy-ngc-host-intermediate-mass-black.html







 楼主| 发表于 2018-12-25 10:37 | 显示全部楼层
我国学者发现疑似“中等大小”的宇宙黑洞

来源  科学网 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/12/421338.shtm

作者:徐海涛  发布时间:2018/12/22

新华社合肥12月22日电(记者徐海涛)宇宙黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一类独特时空结构,但目前已知的黑洞要么相对“很小”要么“超大”。近期,中国科学技术大学天文学系王挺贵教授小组与中国极地研究中心、安徽师范大学的学者合作,在距离地球几千万光年外的NGC 3319星系中心发现了疑似“中等大小”的黑洞。国际天体物理领域权威学术杂志《天体物理期刊》日前刊登了该发现。

黑洞是一种光都无法逃脱的特殊天体,目前人类已知的黑洞可分为两大类,一类质量在几倍到几十倍太阳质量之间,另一类质量在几百万到几十亿倍太阳质量之间。两类黑洞的质量大小极为悬殊,但科学界一直没找到质量介于其间的“中等大小”黑洞,这也是天体物理研究中的一个谜团。

近期,王挺贵、蒋凝、周宏岩等学者合作,通过分析美国国家航空航天局和欧洲太空局的两颗X射线卫星在NGC 3319星系中心探测的数据,以及对比哈勃太空望远镜的紫外和光学图像揭示的星系中心位置,采取多波段交叉认证的方法在近邻宇宙成功发现一例“中等大小”黑洞候选体。

“中等大小”黑洞被认为可能是超大质量黑洞的“种子”,学者们的这次研究与发现,对于理解超大质量黑洞的形成与增长之谜有重要启示。

“就好像我们在草原上,原来只发现有成年狮子和刚出生的小狮子,现在使用高倍望远镜,影影绰绰看到了远处有一只貌似‘中等大小’的狮子。”论文第一作者蒋凝博士介绍,他们下一步将继续深入研究。

相关论文信息:https://doi.org/10.3847/1538-4357/aaeb90


 楼主| 发表于 2018-12-25 10:47 | 显示全部楼层
黑洞按照质量分为三种:小型、恒星级质量黑洞,是太阳质量的数倍到数十倍;中等质量黑洞,其质量是太阳的100-10000倍;超大质量黑洞质量是太阳的数百万至数十亿倍。我们银河系中心超大质量黑洞的质量大约是太阳的450万倍,目前探测到最大的超大质量黑洞为太阳质量的210亿倍,它位于距离地球3亿光年的后发星系团。

中等质量黑洞一直是个空缺,迄今还未发现中等质量黑洞存在的确凿证据。

就在去年,有天文学家宣称,最新发现中等质量黑洞(IMBH),其质量是太阳的2200倍,隐藏在杜鹃47球状星团中心区域。

以我们的银河系为例,根据理论推算,银河系中应该存在着上千万个恒星量级的黑洞。到现在为止,人们根据X射线波段的性质找到了大约60个恒星级黑洞候选体。这其中被确认为黑洞的只有21个,而获得精确质量测量的只有不到10个。


发表于 2018-12-25 15:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 joeng4-楊暘 于 2018-12-25 16:46 编辑

From Wikipedia 维基百科
https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole
黑洞分类方法一:
  • 超大质量黑洞: 到当前为止可以在所有已知星系中心发现其踪迹。质量可以是太阳的数百万至170亿倍。迄今所知最大的黑洞在星系S5 0014+81的中心,质量约为太阳的400亿倍。
  • 中介质量黑洞:是质量超过恒星黑洞(数十倍太阳质量),但远小于超大质量黑洞(数百万倍太阳质量)的一种黑洞。
  • 恒星黑洞:大质量恒星(大约20倍太阳质量)引力坍塌后所形成的黑洞,可以借由伽马射线暴或超新星来发现它的踪迹。如果致密星的质量超过临介值时,引力坍塌会继续,形成黑洞。虽然未证实是否有中子星的最大质量,但估计也有3倍太阳质量。直至当前为止,质量最小的黑洞大约有3.8倍太阳质量。
  • 微型黑洞:又称作量子黑洞或者迷你黑洞,是很小的黑洞。取名量子力学黑洞的原因是在这个尺度之下,量子力学的效应扮演非常重要的角色。微型黑洞的产生有可能是在大型强子对撞机内就可以观测到的重要现象。
黑洞分类方法二:
根据黑洞本身的物理特性(质量、电荷、角动量)进行分类
  • 不旋转不带电荷的黑洞。它的时空结构于1916年由史瓦西求出称史瓦西黑洞。
  • 不旋转带电黑洞,称雷斯勒-诺德斯特洛姆黑洞。时空结构于1916-1918年由雷斯勒和诺德斯特洛姆求出。
  • 旋转不带电黑洞,称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出。
  • 一般黑洞,称克尔-纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。

点评

微黑洞在量子尺度,存在与否不论,未来可能要通过高能对撞机去寻找,它不是实际天文观测搜寻的对象,不将其列为可探黑洞之列,通常也不提及它。 分类二,我06年已写过这方面的文章。  详情 回复 发表于 2018-12-26 09:27
 楼主| 发表于 2018-12-26 09:27 | 显示全部楼层
joeng4-楊暘 发表于 2018-12-25 15:07
From Wikipedia 维基百科
https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole
黑洞分类方法一:

微黑洞在量子尺度,存在与否不论,未来可能要通过高能对撞机去寻找,它不是实际天文观测搜寻的对象,不将其列为可探黑洞之列,通常也不提及它。

分类二,我06年已写过这方面的文章。

 楼主| 发表于 2019-1-3 22:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 zhangms 于 2019-1-3 22:57 编辑

黑洞物理
6.jpg
7.jpg


发表于 2019-1-5 10:40 发送自本楼手机 | 显示全部楼层
黑洞是一条低能级空间通往高能级空间的单向通道
关键词:能级空间、光速、限制
根据相对论
质能方程
E=mC2 、物体进入黑洞后、质能量E的绝对值是(E)=mv2 + mC2 。可以看出mv2是黑洞里质能量E=mv2 、mC2是进入黑洞前的质能量E=mC2 这时我们可以看出這个物体进入了以光速为限制的另一个空间。
物体在进入黑洞的过程中、以高速离开所在空间同时以 C-Ⅴ 的低速度进入另空间。进入黑洞后物体又开始新一轮的质能升级。
容易看出物体从所在空间向黑洞空间的移动是低能级向高能级的移动。黑洞是一条低能级空间通往高能级空间的单向通道。
来自: 微社区
发表于 2019-1-5 20:13 发送自本楼手机 | 显示全部楼层
根动能来分析黑洞为高能极空间有点新意!
来自: 微社区
发表于 2019-1-5 20:38 发送自本楼手机 | 显示全部楼层
.不论是多大的恒星在它存在那个空间里在它周围存很多星体、它们之间保持着平衡。为什么在這个恒毁灭时确一反常态就把远大于自身质量星星和吸入呢?收入的星星又去了哪儿?
来自: 微社区
发表于 2019-1-5 20:42 发送自本楼手机 | 显示全部楼层
黑洞究竟是什么?可能才是当务之急!
来自: 微社区

本版积分规则

小黑屋|手机版|Archiver|中国天文科普网-天之文天文论坛-中国科学院优秀科普网站 ( 沪ICP备05005481号-2   点击这里加入此群

GMT+8, 2019-6-25 08:01 , Processed in 0.299443 second(s), 17 queries , Xcache On.

Powered by Discuz! X3.2 Licensed

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表