3000万光年外，一个小星系中发现超大黑洞

Daphane

来源：科技日报


黑洞，以吞噬为生。目前，几乎人们观测到的每个星系中心都有黑洞。这看上去，星系就像中心黑洞的一个庞大的储备粮仓。　　日前，欧洲空间局表示，天文学家利用哈勃太空望远镜观测到一个奇特的小型星系。该星系“个头”很小，但诞生恒星的速度很快，中心可能存在一个超大质量黑洞。
　　   超大质量黑洞以气体为食
　　据介绍，新发现的星系编号为ESO 495-21，位于大约3000万光年之外的罗盘座中，它属于矮星暴星系，由于大量恒星的形成而“光芒四射”。星暴星系“造星”速度极快，可达银河系的1000倍。
　　这个“生育能力”超强的星系与银河系相比，却是个“小不点”。它的直径仅约3000光年，而银河系直径约为10万光年。
　　更值得一提的是，天文学家估算该星系中心的超级质量黑洞约为太阳质量的100万倍。要知道，足足有300多个该星系大小的银河系中心的超大质量黑洞才为太阳质量的400多万倍。
　　“通常，星系越大，其中心地带的黑洞质量也越大。”中国科学院国家天文台研究员陈学雷在接受科技日报记者采访时表示，这种小星系、大黑洞的现象极为少见。
　　欧洲空间局的天文学家也对这种“套餐搭配”感觉不同寻常。那么，问题来了。该星系中心黑洞是如何形成的？小星系能否支撑超大质量黑洞“生存”或“长大”？这个黑洞平时“吃”什么？
　　事实上，目前天文学界对星系中心超大质量黑洞的来源一直存有争论。有学者认为黑洞形成在先，后吸积大量气体，这些气体逐渐形成恒星，构成星系；也有学者认为星系形成在先，其中心地带的恒星发生碰撞或合并，产生黑洞。总之，“公说公有理，婆说婆有理”，相信后续还会有学者对这次新发现的星系中心黑洞起源做进一步研究。
　　在“成长”方面，陈学雷指出，虽然该星系很小，但与黑洞比起来，依然是个“庞然大物”。例如，银河系总质量约为上千亿倍太阳质量，中心黑洞仅有百万倍太阳质量。因此，小星系也有足够的能力“喂养”黑洞，不用担心被“吃垮”。一般来讲，超大质量黑洞会吞噬气体或恒星，慢慢“长大”。该星系的中心黑洞应该也不例外。
　　为理解星系形成提供新思路
　　有“喂养”的能力不代表会“心甘情愿”去“喂养”。以往的经验也让天文学家生疑：小星系和大黑洞为何会相安无事？这或将成为部分学者下一步要聚焦的问题。
　　20世纪90年代末，人们发现星系与中心黑洞在质量上不是简单的线性关系，只能说二者相关性很强，应该有某种机制，能将二者建立起联系。这就像存在一个函数，给出自变量，便能得到函数值。
　　然而截至目前，学界依然还没有找到这个“函数”。“星系与星系中心黑洞大小的关系尚不十分明确。一般认为，黑洞的形成过程与星系演化过程是相互影响的，如黑洞产生反馈效应，抑制恒星的形成，导致黑洞与星系之间保持紧密的关系。”陈学雷说。
　　气体是恒星诞生必不可少的原料。黑洞在吸积周围物质时，会“吐出”部分能量，发光发热。当这些光和热作用在星系中心周围的气体上时，便给予了它们逃逸的能量，形成反馈效应，从而影响恒星诞生，进一步影响星系的质量和大小。
　　“学界之所以普遍认为大星系中心存在大黑洞，小星系中心存在小黑洞，是因为有以往大量的观测作为支撑，且这种观点看起来也比较合理、易接受。”在陈学雷看来，这就像高个子的人往往有一双大脚一样，但具体多高的人会有多大的脚，没有人能说清楚。
　　该星系很可能会打破上述传统的观点。陈学雷将它视为一个新的“实验室”，去验证多样的星系-黑洞质量关联模型，也有助于启发新的、更接近真相的假说或理论。欧洲空间局的天文学家认为，这或将会为人类理解星系形成和演化提供新思路。