通过梳理哈勃太空望远镜档案中二十五年的图像,天体物理学家可能发现了附近黑洞的证据,该黑洞的质量至少是太阳的 8,200 倍。
如果进一步的研究能够证实这一结果,该物体将是我们银河系中发现的第二大黑洞。它也可能是中间黑洞的最有力竞争者,中间黑洞是神秘的“无人区”中的一个物体,介于被认为位于大多数星系中心的“超大质量”黑洞和质量小得多、重量相当于一颗大恒星的黑洞之间。
快速移动的星星
德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所的天体物理学家马克西米利安·哈伯勒 (Maximilian Häberle) 和他的合作者检查了 500 多张半人马座 ω 图像,这是一个距离太阳系约 18,000 光年(5.43 千秒差距)的密集星团,拥有 1000 万颗恒星。多年来,拍摄这些图像主要是为了校准哈勃望远镜的仪器。
该团队将这些图像拼接在一起,重建了星团中超过 15 万颗恒星的运动。哈伯勒说,大多数恒星的移动都按照理论模型的预测。 “但后来有些人行动得更快。”七颗恒星都位于半人马座 ω 中心附近,它们的移动速度太快,无法仅靠星团的引力来支撑。
这表明恒星是由于黑洞等大质量物体的引力而加速的。从恒星的速度来看,它的质量至少有 8,200 个太阳质量,但也可能有 50,000 个太阳质量。 “我们事先并不知道是否能找到它,”哈伯勒说。 “这有点冒险,我们什么也找不到。”

英国剑桥大学天体物理学家格里·吉尔摩表示,“这是一项困难的实验”,黑洞存在的证据“还远未得出结论”。特别是,数据还没有显示出任何大质量天体相互轨道运行的迹象,就像恒星围绕大质量天体运行的情况一样。以人马座 A* 为例,它是位于银河系中心的 430 万个太阳质量的黑洞, 多年观察 发现了这种弯曲路径无可辩驳的证据——其中一个是 2020 年两位领先研究人员的证据 诺贝尔奖 已收到。盖亚太空望远镜还从单个伴星的运动中发现了一些休眠的星形黑洞 2。
大多数黑洞是在过去 50 年中利用 X 射线或无线电波等辐射发现的 3由过热气体螺旋进入孔中产生。人马座 A* 存在的第一个迹象实际上是射电冷源——尽管不是很亮。但在半人马座 ω 中并未发现此类排放。
神秘的中量级选手
半人马座 ω 候选天体的质量显然处于中间黑洞的范围内,通常在 100 到 100,000 个太阳质量之间。迄今为止,该区域存在黑洞的唯一确凿证据来自于对两个合并黑洞产生的引力波的探测。 2019 年观察到了一起这样的事件 ,据说创造了一个大约 150 个太阳质量的物体。
寻找中型黑洞的说法由来已久,但后来被揭穿了。天体物理学家长期以来一直怀疑某些“超光”X射线源可能是这种大小的黑洞。但这些候选者中的大多数现在已被证明是中子星,它们通过吸收伴星的过热物质而发出异常明亮的光芒。 “这些很可能与‘正常’的年轻双星系统有关,”马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心的天体物理学家朱塞皮娜·法比亚诺(Giuseppina Fabbiano)说。
大问题仍然存在——包括一些黑洞如何变得超大质量,以及它们是否是多次合并的结果,从恒星黑洞开始,继续通过像半人马座候选者那样的中间质量。
哈伯勒说,该团队目前正计划利用詹姆斯·韦伯太空望远镜进行后续研究。虽然哈勃数据仅显示恒星如何在视场中移动,但恒星的光谱将显示它们如何沿着视线移动,从而使天文学家能够以全 3D 方式重建它们的速度。
