如下圖片顯示了包括美國(guó)宇航局錢(qián)德拉x射線天文臺(tái)在內(nèi)的大規(guī)模觀測(cè)活動(dòng)數(shù)據(jù)。錢(qián)德拉這些數(shù)據(jù)為所謂的中等質(zhì)量黑洞(IMBHs)存在提供了強(qiáng)有力證據(jù)。結(jié)合另一項(xiàng)同樣使用錢(qián)德拉數(shù)據(jù)的獨(dú)立研究，這些結(jié)果可能會(huì)讓天文學(xué)家更好地理解早期宇宙中最大黑洞是如何形成。“宇宙演化研究”(COSMOS，簡(jiǎn)稱“宇宙演化演化”)收集了一些來(lái)自世界上最強(qiáng)大的電磁光譜望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)。這張圖片包含了來(lái)自這次研究的錢(qián)德拉數(shù)據(jù)，相當(dāng)于460萬(wàn)秒的觀測(cè)時(shí)間。這幅圖像中的顏色代表了錢(qián)德拉探測(cè)到不同水平的x射線能量。

圖片：X-ray: NASA/CXC/ICE/M.Mezcua et al.; Infrared: NASA/JPL-Caltech; Illustration: NASA/CXC/A.Hobart

博科園-科學(xué)科普：在這里，能量最低的x射線是紅色，中波段是綠色，錢(qián)德拉觀測(cè)到能量最高的x射線是藍(lán)色。在這張圖片中，大多數(shù)彩色的點(diǎn)都是黑洞。斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)顯示為灰色。插圖顯示了一個(gè)藝術(shù)家對(duì)星系中心一個(gè)不斷增大的黑洞印象圖。一個(gè)圍繞著黑洞圓盤(pán)狀物質(zhì)和一個(gè)噴射出的物質(zhì)也被描繪了出來(lái)。兩項(xiàng)新的獨(dú)立研究分別利用錢(qián)德拉宇宙-遺留研究數(shù)據(jù)和其他錢(qián)德拉數(shù)據(jù)，獨(dú)立收集了中等質(zhì)量黑洞(IMBHs)樣本。中等質(zhì)量黑洞(IMBHs)是介于恒星質(zhì)量黑洞和超大質(zhì)量黑洞之間一類難以捉摸的黑洞，一個(gè)研究小組在矮星系中發(fā)現(xiàn)了40個(gè)正在成長(zhǎng)的黑洞。

其中12個(gè)黑洞距離地球超過(guò)50億光年，最遠(yuǎn)的距離是109億光年，是我們所見(jiàn)過(guò)矮星系中最遙遠(yuǎn)的黑洞。這些來(lái)源中大多數(shù)可能是中等質(zhì)量黑洞(IMBHs)，質(zhì)量大約是太陽(yáng)的1萬(wàn)到10萬(wàn)倍。另一個(gè)小組在離地球較近的星系中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)獨(dú)立、重要的可能的中等質(zhì)量黑洞(IMBHs)樣本。在這個(gè)樣本中，離地球最遠(yuǎn)的黑洞候選體大約是28億光年，他們發(fā)現(xiàn)的黑洞候選體中有90%都不超過(guò)13億光年。

在研究中發(fā)現(xiàn)了305個(gè)黑洞質(zhì)量小于300000太陽(yáng)質(zhì)量的星系。通過(guò)錢(qián)德拉和歐空局的xmm -牛頓對(duì)這個(gè)樣本的一小部分觀察表明，305個(gè)黑洞候選黑洞中大約有一半可能是有效黑洞，通過(guò)x射線觀測(cè)探測(cè)到10個(gè)源的質(zhì)量被確定為太陽(yáng)質(zhì)量的4萬(wàn)到30萬(wàn)倍。

中等質(zhì)量黑洞(IMBHs)也許能夠解釋為什么最大黑洞，超大質(zhì)量黑洞，在大爆炸后能夠如此迅速地形成。一個(gè)主要的解釋是，超大質(zhì)量黑洞是由小黑洞的“種子”長(zhǎng)出來(lái)的，這些“種子”質(zhì)量是太陽(yáng)的100倍。這些種子中的一些應(yīng)該合并成中等質(zhì)量黑洞(IMBHs)。另一種解釋是，它們的形成非常迅速，是由質(zhì)量相當(dāng)于太陽(yáng)數(shù)十萬(wàn)倍的巨大氣體云坍縮而成的，對(duì)于中等質(zhì)量黑洞可能扮演的角色，天文學(xué)家尚未達(dá)成共識(shí)。宇宙遺留問(wèn)題研究結(jié)果由西班牙空間科學(xué)研究所的Mar Mezcua和同事發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上。

博科園-科學(xué)科普｜參考期刊文獻(xiàn) :《天體物理學(xué)》,《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》｜研究/來(lái)自：錢(qián)德拉X射線中心，DOI:10.1093/mnras/sty1163

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