这幅概念图描绘了一桩“宇宙谋杀案”：一颗任性的恒星正在被一个相当于数万个太阳质量的黑洞的强大引力撕碎。恒星残骸在黑洞周围形成了一个吸积盘。来自这个超高温气体盘的X射线闪光为天文学家提示了该黑洞的位置，而它之前一直潜伏在宇宙的黑暗之中。
“中等质量黑洞”（intermediate-mass black hole，简称IMBH）一直是黑洞家族中一类难以名状的成员，也是天文学家在黑洞演化过程中一直在寻找的“缺失环节”。
据美国航天航空局（NASA）官网4月1日消息称，一场“宇宙谋杀案”暴露了IMBH的存在——天文学家最近发现一个该类黑洞正在撕裂一颗靠它太近的恒星，从而为将该类黑洞定罪为“宇宙杀手”提供了最佳证据。相关研究结果于3月31日刊发在《天体物理学杂志通讯》上。
这个黑洞的质量大约是太阳的5万倍，比巨型星系中心的超大质量黑洞（supermassive black hole，通常是数百万或数十亿倍太阳质量）要小，但又比由大质量恒星坍缩形成的“恒星质量黑洞”stellar-mass black hole）要大。尽管之前研究人员曾发现过一些可能的IMBH候选天体，但是他们认为这次的最新观测结果才是宇宙中存在中等质量黑洞的最有力证据。该研究小组同时利用了两个X射线天文台的强大观测能力和NASA哈勃太空望远镜的敏锐视觉功能，才最终锁定了这只“宇宙怪兽”。
该项研究的首席研究员、来自美国新罕布什尔大学的Dacheng Lin介绍道：“中等质量黑洞是非常难以捉摸的天体，所以对于我们来说，仔细考虑并排除每个候选天体的其他解释可能是至关重要的，而这也是哈勃望远镜为我们研究这颗候选天体所指出的前进方向。”
大质量黑洞通常盘踞在星系的中心位置，但令该研究小组惊讶的是，一个被命名为”3XMM J215022.4−055108″的X射线源并不位于其所在星系的中心。哈勃望远镜通过对准X射线来源确定了它的精确位置，而高分辨率的深空成像技术则提供了强有力的证据。它们都证明该X射线并非来自我们星系中的一个孤立源，而是来自另一个星系外围的一个遥远而稠密的星团——这类角落正是天文学家预测会发现IMBH的地方。
从本质上来说，要发现中等质量黑洞，天文学家必须抓到一个黑洞正在吞噬恒星时的现形。Lin和同事们梳理了欧洲航天局（ESA）的“XMM—牛顿射线空间观测站”（原名多镜片X射线观测卫星）的观测数据档案，通过搜索了成千上万的观测结果，从而找出了这个IMBH候选天体。
Lin计划继续深化其细致的“侦探”工作，利用已经成功的方法去解答更多问题，比如超大质量黑洞是由IMBH产生的吗？IMBH是如何形成的？稠密的星团就是它们摇篮吗？
编译：朱明逸 审稿：阿淼 责编：张梦
期刊来源： 《天体物理学杂志通讯》
期刊编号： 2041-8205
原文链接： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-finds-best-evidence-for-elusive-mid-sized-black-hole
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