天文学家发现超罕见一幕

天文学家发现一个有可能存在的中等质量黑洞（intermediate-mass black hole）正在吞噬一颗恒星。这种等级的黑洞极其罕见，有助于人们进一步了解黑洞这种神秘天体。

美国国家航空航天局（NASA）在日前发布的新闻稿中指出，天文学家借由该局的哈伯太空望远镜（Hubble Space Telescope）和钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory）观测到这个发出明亮X射线的可能黑洞。

这个黑洞被命名为NGC 6099 HLX-1（简称HLX-1），它位于巨型椭圆星系NGC 6099的边缘地带，距离该星系中心约4万光年。而该星系位于武仙座（Hercules），距离地球约4.5亿光年。

在哈伯太空望远镜于1990年发射升空几年后，该望远镜就发现，宇宙各地的星系中心可能有超大质量黑洞，其个别质量高达太阳的数百万至数十亿倍。此外，星系也可能含有多达数百万个小黑洞，其个别质量不到太阳的100倍。当大质量恒星走到生命的尽头时就会形成这种黑洞。

而很难捉摸的是像HLX-1这样的中等质量黑洞，其质量介于太阳的数百倍至数十万倍之间。这属于不大不小的黑洞等级，通常很难观测到，因为它们吞噬的气体和恒星不如超大质量黑洞那么多。超大质量黑洞会释放出强大的辐射。

天文学家发现中等质量黑洞NGC 6099 HLX-1正在吞噬恒星。(NASA, ESA, CXC, Joseph DePasquale (STScI))

至于HLX-1是如何发现的呢？天文学家在钱德拉X射线天文台于2009年拍摄的图像中首次发现了一个不寻常的X射线源。然后，他们利用欧洲太空总署（ESA）的XMM-牛顿卫星（XMM-Newton）追踪了它的演化过程。

这项研究的主要报告撰写人、台湾清华大学天文研究所博士生张怡琪（Yi-Chi Chang）表示，如此明亮的X射线源在星系核外非常罕见，可以作为识别难以捉摸的中等质量黑洞的关键探测结果。中等质量黑洞代表了在黑洞演化过程中，恒星质量黑洞和超大质量黑洞之间缺少的重要环节。

HLX-1发出的X射线温度高达300万度，与潮汐瓦解事件（tidal disruption event，指恒星接近黑洞并被其强大的引力撕裂）相符。哈伯太空望远镜发现了该黑洞周围存在一个小星团的证据。由于这些恒星之间的距离非常近，彼此相距仅几个光月（light-month，指光行进一个月的距离），所以该星团能为这个黑洞提供充足的能量。

这个有可能被认定为中等质量黑洞的黑洞候选者，其亮度在2012年达到最高峰，随后持续下降至2023年。在此期间，光学观测和X射线观测并不重叠，因此解释起来更加复杂。该黑洞可能撕裂了一颗被捕获的恒星，进而形成一个电浆（又称等离子体）盘状结构，也可能形成一个圆盘，只要有气体落入黑洞时就会闪烁。

研究人员指出，对中等质量黑洞进行研究有助于了解比较大的超大质量黑洞一开始如何形成。目前有两种不同的理论。

第一种理论是，中等质量黑洞是形成更大黑洞的种子，因为大星系是经由合并较小的星系而形成的。在这些合并过程中，星系中心的黑洞也会成长。

另一种理论认为，早期宇宙中的气体云不会先形成恒星，而是直接坍缩成超大质量黑洞。NASA的詹姆斯?韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）发现，非常遥远的黑洞质量相对于其宿主星系而言异常巨大，这倾向于支持这个观点。

研究人员说，如果他们幸运的话，他们将会发现更多因为潮汐瓦解事件而突然发出明亮X射线的黑洞。如果他们能进行统计研究，就能知道有多少中等质量黑洞，它们吞噬恒星的频率，以及较大的星系如何借由合并较小的星系而成长起来的。