当我们谈论黑洞时,我们通常会想象一个质量巨大的宇宙天体,它的引力如此强大,以至于连光线也无法逃脱。而近日,英国杜伦大学(Durham University)领导的一支天文学家团队利用一种名为“引力透镜”的现象,发现了一个超大质量黑洞,其质量是我们太阳的300亿倍,这是天文学家罕见见到的规模。这一发现在《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上发表。
“引力透镜”是指一个前景星系弯曲来自更远距离物体的光,并将其放大的现象。这一现象的出现是由于前景星系的引力场弯曲了背景星系的光,从而使得我们观测到了背景星系的多个图像。就像真实的透镜一样,这种现象还放大了背景星系,使科学家能够更详细地研究它。
科研团队借助DiRAC高性能计算机(HPC)设施进行超级计算机模拟,仔细研究了数亿光年外的星系内黑洞是如何弯曲光线的。他们模拟了光线穿越宇宙的路径,模拟了数十万次不同质量的黑洞对光线的影响。
科学家们在前景星系中发现了一个超大质量黑洞,这个黑洞的质量超过了我们太阳的300亿倍。这是利用引力透镜技术首次发现的黑洞。当研究人员在模拟中包含了一个超大质量黑洞时,他们发现模拟中光线的传播路径与哈勃太空望远镜捕获的实际图像中的路径相符。
该团队的首席作者、杜伦大学物理系的James Nightingale博士表示:“这个特别的黑洞,其质量大约是我们太阳的300亿倍,是迄今为止探测到的最大黑洞之一,并且已经接近了我们理论认为黑洞可能达到的最大质量上限”
这项研究不仅揭示了超大质量黑洞的存在,还为天文学家提供了一种研究非活跃黑洞的新方法。通常情况下,我们了解的大多数大质量黑洞都处于活跃状态,也就是说,靠近黑洞的物质会被加热并释放出能量,以光、X射线和其他形式的辐射表现出来。然而,引力透镜现象使得科学家有机会研究处于非活跃状态的黑洞,这对于遥远星系中的黑洞来说以前是不可能实现的。这种方法还有可能让我们探测到更多的超大质量非活跃黑洞,并揭示它们是如何变得如此庞大的。
这项研究还包括了德国的马克斯·普朗克研究所的参与,为天文学家提供了探测更多非活跃超大质量黑洞的可能性,同时调查它们如何增长到如此巨大的规模。科学家们对此充满了好奇,希望能进一步探索黑洞的演化过程。
事实上,这项特定的发现可以追溯到2004年,当时杜伦大学的天文学家阿拉斯泰尔·埃奇教授(Alastair Edge)在审查一项星系调查的图像时,注意到了引力透镜的巨大弧线。
经过19年的时间,借助美国宇航局(NASA)哈勃望远镜的超高分辨率图像以及杜伦大学的DiRAC COSMA8超级计算机设施,Nightingale博士及其团队得以重新审视这一现象,并进行了深入探索。
科研团队希望这是深入探究黑洞奥秘的第一步,未来大规模望远镜的发展将帮助天文学家研究更遥远的黑洞,以便更多地了解它们的规模和大小。
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