缺失的环节被发现：哈勃望远镜找到了半人马座欧米茄隐藏的黑洞

这是一个隐藏在星团中心的难以捉摸的黑洞。

黑洞是通向深渊的宇宙陷阱。它们通常有两种尺寸。第一种是质量足够大的恒星，当它们燃尽时，会坍缩成一个奇点，相当于我们太阳质量的五到十倍，被压缩成比这句话末尾的句号更小的东西。

第二种已知类型是巨型黑洞，它们的质量是太阳的数百万甚至数十亿倍。它们居住在星系的黑暗中心，吞噬任何经过附近的恒星。它们一定与星系形成的早期密切相关。

真正难以捉摸的是所谓的中等质量黑洞，其质量为数百或数千个太阳质量。它们是黑洞演化中“缺失的一环”吗？

其中一个最好的候选者潜伏在巨大的球状星团半人马座的中心。由于无法直接观测到黑洞，天文学家必须使用“恒星取证”，即测量黑洞的引力如何影响附近恒星的运动。恒星的速度可以用来估计黑洞的质量。恒星运动得越快，黑洞的引力就越大。

这是一个细致的过程，只有哈勃太空望远镜才能对像半人马座欧米伽这样遥远的天体进行观测。天文学家利用哈勃望远镜拍摄的500多张图像 —— 跨越20年的观测 —— 跟踪了该星团最内部区域7颗快速移动的恒星的运动。

半人马座的黑洞估计是太阳的8200倍。如果得到证实，它比银河系中心430万太阳质量的黑洞更接近地球。这个黑洞距离我们26000光年，而半人马座欧米伽距离我们17700光年。

哈勃太空望远镜发现半人马座欧米茄存在中等质量黑洞的有力证据

大多数已知的黑洞要么质量极大，比如位于大型星系核心的超大质量黑洞，要么质量相对较轻，不到太阳质量的100倍。然而，中等质量黑洞（IMBHs）是罕见的，被认为是黑洞进化中罕见的“缺失环节”。

现在，一个国际天文学家小组利用美国宇航局哈勃太空望远镜拍摄的500多幅图像 —— 跨越20年的观测 —— 通过跟踪球状星团半人马座欧米伽最内层7颗快速移动的恒星的运动，寻找中等质量黑洞存在的证据。

这些恒星提供了令人信服的新证据，证明存在中等质量黑洞对它们的引力作用。迄今为止，只发现了几个其他的黑洞候选者。

半人马座由大约1000万颗被引力束缚的恒星组成。这个星团的质量大约是其他大型球状星团的10倍，几乎和一个小星系一样大。

IMBH的研究与发现

在科学家们想要回答的众多问题中，有一个是：是否存在黑洞？如果存在，它们有多普遍？超大质量黑洞是由IMBH形成的吗？IMBHs本身是如何形成的？密集的星团是它们最喜欢的家园吗？

天文学家们现在已经为这些恒星的运动创建了一个庞大的目录，测量了从哈勃望远镜拍摄的星团图像中收集到的140万颗恒星的速度。这些观测大多是为了校准哈勃的仪器，而不是为了科学用途，但它们被证明是该团队研究工作的理想数据库。

“我们发现了七颗本不应该在那里的恒星，”德国马克斯普朗克天文研究所的马克西米利安·海伯利（Maximilian Häberle）解释说，他领导了这项研究。“它们移动得如此之快，以至于它们会逃离星团，再也不会回来。最可能的解释是，一个非常大的物体对这些恒星产生了引力，使它们靠近中心。唯一能有这么大质量的物体是黑洞，其质量至少是太阳的8200倍。”

这一发现的意义和历史意义

几项研究表明，半人马座欧米茄中存在一个黑洞。然而，其他研究提出，质量可能是由中心的一个恒星质量黑洞团贡献的，并提出，相比之下，缺乏超过必要逃逸速度的快速运动恒星使得IMBH不太可能发生。

“这一发现是迄今为止在半人马座Omega中存在IMBH的最直接证据，”德国马克斯普朗克天文研究所的研究小组负责人纳丁·诺伊梅尔补充说，他与盐湖城犹他大学的阿尼尔·赛斯一起发起了这项研究。“这是令人兴奋的，因为只有很少的其他黑洞具有类似的质量。半人马座欧米茄的黑洞可能是我们宇宙邻居中IMBH的最好例子。”

如果得到证实，距离地球17700光年的候选黑洞，比距离26000光年的银河系中心430万太阳质量的黑洞更接近地球。

半人马座欧米茄在地球上可以用肉眼看到，它是南半球观星者最喜欢的天体之一。这个星团位于银河系平面的正上方，从黑暗的农村地区看，它几乎和满月一样大。大约2000年前，它第一次被列为托勒密星表中的一颗恒星。埃德蒙·哈雷在1677年报告了它是一个星云。19世纪30年代，英国天文学家约翰·赫歇尔（John Herschel）第一个发现它是一个球状星团。

由海伯利等人领导的这篇发现论文，于7月10日在线发表在《自然》杂志上。