天文學家發現了隱藏在銀河系中心非常關鍵的黑洞

銀河系的中心附近有一個逗號形狀的分子雲（molecular cloud）似乎正圍繞著天文學中最受歡迎的天體之一運行。

在這個逗號形狀軌道的中心，天文學團隊發現在這裡有黑洞存在。

根據模型顯示，這不只是普通的黑洞，而是屬於很罕見的中量級黑洞，也可以說是「非常關鍵」的一個中等質量黑洞。

如果真是這樣，那它將是在銀河系的中心附近發現的第五個候選中量級黑洞。

迄今為止對以前的我們來說還難以捉摸的天體數量不斷增加，技術進步後，現在這些天體將可以幫助天文學家弄清楚星系中心的超大質量黑洞是如何形成的，以及如何增長到如此巨大的尺寸。

日本慶應義塾大學的 Miyuki Kaneko 領導的一組天文學家寫道：「在這篇論文中，我們研究了一個單獨且奇特的分子雲。」

「其逗號形狀造成的空間緊湊性以及在其他波長下沒有明亮對應物的現象，都表明該天體可能是一個中等質量的黑洞。」

宇宙中的黑洞往往存在於兩種截然不同的質量體系中。一種是恆星質量的黑洞，其質量高達太陽質量的 100 倍左右。這些黑洞通常是由大質量恆星在其生命末期的核心坍縮形成的，又或者是這些黑洞之間的合併。

另一種是超大質量黑洞。這些是位於星系中心的巨大黑洞，質量是太陽的數百萬到數十億倍。

目前尚不清楚這些天體是如何形成的，不過這也是天文學家很想解決的宇宙難題。

一個可能找到答案的地方是在質量介於兩者之間的黑洞中。找到這些中等質量黑洞 (IMBH) 將證明黑洞均勻地分佈在整個質量範圍內，並且中等質量黑洞是介於恆星質量的黑洞和超大質量黑洞之間的一個成長階段。

但這些中等質量的天體中只有極少數被確認，而且大部分只是暫定的。

其中一個問題是因為單獨的黑洞本身不發光。所以天文學家們只能通過其巨大引力對環境的影響來探測，這導致物質會在白熱化的狀態下旋轉，或者以獨特的方式拉動時空結構。

這種非微妙的拉力會影響遠處天體的軌道規律，例如天文學家為了驗證人馬座 A* 的存在而研究的恆星，也就是銀河系中心的黑洞

實際上，銀河系中心是一個相當擁擠的地方。它有厚厚的分子雲，就是孕育出恆星的那種分子雲。它被稱為中央分子區 （Central Molecular Zone），其分子氣體密度比銀河系的圓盤高幾個量級。

由於該區域的密度非常大，我們很難看到裡面的東西，但是透過強大的電波望遠鏡就可以顯示出內部的活動。他們使用了 James Clerk Maxwell 望遠鏡尋找受到重力擾動的氣體。

這是一個非常接近銀河系中心的分子雲，距離我們 27,000 光年，其運動方式與附近的其他物質不同。

研究團隊發現，它被拉長的形狀很可能是被強大的潮汐力——一種引力相互作用——拉動的結果。

他們的模型顯示，產生這種相互作用的質量大約是太陽質量的 10 萬倍。這強烈表示了分子雲內存在一個中等質量黑洞。

但是我們仍然不知道它可能從何而來，又是如何形成的。

首先，該團隊需要證實他們的猜測。他們打算利用智利強大的阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列 (Atacama Large Millimeter Array – ALMA Radio Telescope) 對這個逗號形狀的分子雲進行後續觀測，以確定他們是否能在軌道中心發現黑洞或其他東西的跡象。

如果它確實是一個中等質量的黑洞，那可能會使我們對超大質量黑洞的理解產生深遠的影響。

該研究已發表在《天體物理學雜誌 (The Astrophysical Journal) 》上。

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資料來源：

1. Starr, M., (17 February 2023). Astronomers Have Found Signs of a ‘Missing Link’ Black Hole Hidden in Our Own Galaxy. ScienceAlert
2. Kanek, M., Oka, T., Yokozuka, H., Enokiya, R., Takekawa, S., Iwata, Y., & Tsujimoto, S., (2023). Discovery of the Tadpole Molecular Cloud near the Galactic Nucleus. The Astrophysical Journal (DOI: 10.3847/1538-4357/aca66a)
3. 圖片來源：https://www.sciencealert.com/astronomers-have-found-signs-of-a-missing-link-black-hole-hidden-in-our-own-galaxy