清大發現黑洞「失落拼圖」 登權威期刊、NASA官網
清華大學天文所教授江國興帶領跨國研究團隊,發現正在吞噬恆星的罕見黑洞候選者,這類「中等質量黑洞」被稱為黑洞的「失落拼圖」,在天文觀測極為罕見。研究成果不僅發表於權威《天文物理期刊》,更登上美國太空總署(NASA)官網,獲得國際重視。
黑洞本身不發光,只能透過周圍物質變化來推測存在,常見線索是當黑洞「進食」時,溫度與光強度變化,成為辨識重要依據。而目前已知的黑洞有兩種,小黑洞的質量約是十幾顆到上百顆太陽,而超大質量黑洞則可達上百萬甚至上億顆太陽。介於兩者之間的「中等質量黑洞」幾乎沒有證據,被喻為黑洞演化拼圖中失落的一塊。
江國興表示,這次發現起因於一次異常增亮。星系NGC 6099 HLX-1光源位在武仙座,距離地球約4.5億光年,在2009年首度被錢德拉X光望遠鏡觀測到,2012年亮度暴增逾百倍,之後逐年轉弱。
清大天文所研究生張怡琪補充,這種劇烈的亮度訊號通常出現在星系中央,與超大質量黑洞有關,但這顆位於星系外圍的天體卻釋放出罕見的超亮X光訊號,符合理論對中等質量黑洞的預期。
張怡琪說,中等質量黑洞不像超大質量黑洞那樣持續吞噬物質、長期發出強烈光芒,也不像小黑洞數量多、容易被觀測到,平常低調,只有在「進食」才會短暫發出亮眼的X光訊號。
為確認這顆天體,研究團隊運用哈伯太空望遠鏡、錢德拉X光望遠鏡,以及歐洲太空總署的XMM-Newton望遠鏡,展開3年觀測與分析。結果顯示,NGC 6099 HLX-1在2012年X光訊號的溫度高達約300萬度,符合黑洞撕裂恆星時會出現的高溫現象,亮度也達最高峰。更重要的是,周圍存在密集的恆星群,就像是「自助餐廳」,為黑洞提供源源不絕的食物來源。