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中等質量黑洞

中等質量黑洞（Intermediate-mass black hole，IMBH）是一種黑洞，其質量是至倍的太陽質量。它的質量超過恆星黑洞（數十倍太陽質量），但遠小於超大質量黑洞（數十萬倍太陽質量）的一種黑洞。

馬亞爾II的核心很可能是中等質量黑洞[1]

它們存在的證據比另外兩種少，一些鄰近星系內的超亮X射線源（英語：Ultraluminous X-ray source）（ULXs）被懷疑可能是中等質量黑洞，它們的質量是數百至數千倍的太陽質量[2][3]。ULXs是在恆星形成區中被發現的(例如屬於星暴增星系的M82[4])，和在看似年輕的亮星群聚的區域內被觀察到。但是僅有從光譜學分析的動力學質量可以顯示ULX的伴星必須是緊密的IMBH才能造成如此的加速度。

其它中等質量黑洞存在的證據來自重力輻射觀測，根據殘餘伴星緊密的軌道[5]。M-sigma關係（英語：M–sigma relation）也同樣預測存在著質量為104至106太陽質量的黑洞，存在於低亮度的星系中。

但是還是不清楚這種黑洞是如何生成的，一方面，對由單一恆星zh-Hans:重力;zh-Hant:重力坍縮形成的恆星黑洞來說，它的質量顯然太大；另一方面，環境中缺乏形成的極端條件，即高密度和高速度都只在星系的中心被觀測到，這導致在星系中心形成超大質量黑洞。中等質量黑洞的形成有兩種流行的說法，第一種是恆星黑洞和其它緻密天體的合併，意謂著會產生重力輻射。第二種是在恆星密集的星團中發生失控的大質量恆星碰撞，經由這種碰撞形成中等質量黑洞。

一組天文學家在2004年11月報告他們在銀河系內發現第一個中等質量黑洞GCIRS 13E，它以3光年的距離繞著人馬座 A*運轉[6]。 這個中型黑洞的質量約為1,300太陽質量，是7顆恆星群聚的集團，可能是銀河中心剝離的大質量恆星的殘餘。這個觀測支持超大質量黑洞會吸收附近較小的黑洞和恆星而成長。但是，最近一個德國的研究小組聲稱，懷疑在銀河中心的附近會有中等質量黑洞的存在[7]，這個結論是基於對較小質量恆星集團的動力學研究，而懷疑其中能有中等質量黑洞的存在。中等質量黑洞是否真的存在，仍是一個開放的議題。

在2006年1月，艾荷華市愛荷華大學Philip Kaaret教授領導的小組宣布使用NASA的羅西X射線計時探測器發現了一個中等質量黑洞候選者的疑似週期震盪。這個候選者是M82 X-1，被一顆大氣層不斷被剝離並掉落進該天體的紅巨星環繞著[8]。不僅是震盪的存在，還有系統的軌道周期解釋，都完全被科學界接受。雖然是非常合理的解釋，這個週期所依據的只是四個循環，意味著這可能還只是一種隨機的變化。如果這個周期是真實的，可能是軌道週期，或是像許多其他系統中，是吸積盤的超軌道週期。

參考資料

  1. ^ Gebhardt, Karl; Rich, R. M.; Ho, Luis C., An Intermediate-Mass Black Hole in the Globular Cluster G1: Improved Significance from New Keck and Hubble Space Telescope Observations, The Astrophysical Journal, December 2005, 634 (2): 1093–1102, Bibcode:2005ApJ...634.1093G, arXiv:astro-ph/0508251  , doi:10.1086/497023 
  2. ^ Black Hole Boldly Goes Where No Black Hole Has Gone Before. ESA News. January 3, 2007 [2006-05-24]. （原始內容存檔於2007-01-06）. 
  3. ^ Maccarone, T.J.; et al, A black hole in a globular cluster, Nature, 2007, 455: 183–185, doi:10.1038/nature05434 
  4. ^ Patruno, A.; Portegies Zwart, S.; Dewi, J.; Hopman, C. The ultraluminous X-ray source in M82: an intermediate-mass black hole with a giant companion. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. 2006, 370 (1): L6–L9 [2010-03-27]. doi:10.1111/j.1745-3933.2006.00176.x. （原始內容存檔於2016-06-13）. 
  5. ^ Hopman, Clovis; Simon Portegies Zwart. Gravitational waves from remnants of ultraluminous X-ray sources. Mon.Not.Roy.Astron.Soc.Lett. 2005, 363: L56–L60. doi:10.1111/j.1745-3933.2005.00083.x.
    arXiv:astro-ph/0506181
    .     
  6. ^ S2 and Central Black Hole. [2010-03-27]. （原始內容存檔於2019-11-30）. 
  7. ^ Schoedel, R.; A. Eckart, C. Iserlohe, R. Genzel, T. Ott. A Black Hole in the Galactic Center Complex IRS 13E?. Astrophys. J. 2005, 625: L111–L114. doi:10.1086/431307.
    arXiv:astro-ph/0504474
    .     
  8. ^ Dying Star Reveals More Evidence for New Kind of Black Hole | Science Blog. [2010-03-27]. （原始內容存檔於2008-11-01）. 

相關條目

外部連結

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