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天文研究:暗物质与黑洞间存在神秘关系

巨型椭圆星系NGC 4649星系的合成图像,其中紫色来自钱德拉X射线望远镜的观测数据,蓝色为哈勃太空望远镜。 (X-射线:NASA/CXC/Univ. of California Irvine/P.Humphrey等; 可见光:NASA/STScI)

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【大纪元2015年12月14日讯】(大纪元记者张秉开编译报导)天体物理学家的一项最新研究认为,星系的暗物质和它中心的黑洞虽然在空间存在特点等方面有明显差异,但二者之间存在着一种神秘的关系。

据天文学网站“每日星系”(dailygalaxy.com)12月13日报导,哈佛—史密森天体物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)的天文学家阿科斯‧波格丹(Akos Bogdan)说:“星系的暗物质含量与星系中心黑洞大小之间存在着神秘的联系,虽然两者表现出完全不同的空间尺度。”

波格丹和他的研究同事、普林斯顿大学安迪‧古尔丁( Andy Goulding)研究了3000多个椭圆星系,通过观测星体运动来计算星系中心黑洞的质量,及观察星系周围高热气体释放的X射线情况来估算暗物质晕。他们认为星系的暗物质含量越大,星系中的高热气体就越多,因此暗物质晕的质量和黑洞质量之间的联系要比黑洞和银河系的恒星之间的关系更为密切。

波格丹和古尔丁根据斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey)和ROSAT X射线卫星望远镜的全天观测数据,推测这种联系可能和椭圆星系的生长方式有关。他们认为,椭圆星系是由较小的星系合并而成,原星系的恒星和暗物质会在新星系中相互融合和混杂。但是暗物质占主导作用,它会塑造新生椭圆星系的形成,直接影响中心黑洞的生长。

波格丹解释说:“实际上,合并形成的引力布局制约着星系、恒星和黑洞的形成。”

在我们宇宙中,暗物质的量远远超过普通物质。每个星系都由暗物质晕(dark matter halo)包围,暗物质晕的质量高达太阳的一万亿倍,其范围达数十万光年。

另据美国航空航天局12月1日的科研消息,5100万光年远的椭圆星系NGC 4649是科学家通过上述两种方法观测其中超级黑洞的唯一星系。

NGC 4649位于室女座,也被称为梅西尔60(M60)等,其中心的超级黑洞质量为太阳的34亿倍。但是因为黑洞处于休眠状态,其周围基本没有X-射线等参考信号,所以在普通的观测图像中缺少X射线或光学影像。

而科学家利用钱德拉X射线望远镜(Chandra X-ray Observatory)观测高温气体的新方法,测量出星系的慢慢进入黑洞的情况,因而“看到”超级黑洞的存在。

责任编辑:苏漾

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2015-12-14 9:53 PM
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