0%

在近邻棒旋星系NGC 3319中心发现中等质量黑洞候选体

发布单位中国科学技术大学天文学系

中国科学技术大学天文学系王挺贵小组与中国极地研究中心安徽师范大学的学者合作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20181210日发表在天体物理权威期刊天体物理期刊

1545723486346716.png

图左星系NGC3319的光学图像来自美国斯隆数字巡天图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

黑洞英语black hole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国家航空航天局NASAChandra和欧洲太空局ESAXMM-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Hubble Space Telescope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.org2018115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](http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aaeb90/meta “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”)

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