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清大發現中等質量黑洞 登上NASA官網

2025-09-24 發佈 曾鈺羢 臺北
模擬圖顯示恆星被中等質量黑洞撕裂並吞噬,過程中釋放強烈X光,讓隱形的黑洞被天文學家捕捉到。(圖片來源:美國太空總署NASA)

模擬圖顯示恆星被中等質量黑洞撕裂並吞噬,過程中釋放強烈X光,讓隱形的黑洞被天文學家捕捉到。(圖片來源:美國太空總署NASA)

 

清華大學天文所教授江國興帶領的國際研究團隊,發現一個正在吞噬恆星的罕見黑洞候選者。這類「中等質量黑洞」被稱為黑洞家族的「失落拼圖」,在天文觀測中極為罕見。這項研究成果不僅發表於權威《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal),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,科學家只能透過周圍物質的變化來推測它們的存在。常見的線索,就是當黑洞「進食」時發生的溫度與光強度變化,成為辨識它的重要依據。

 

目前已知的黑洞主要有兩種,小黑洞的質量大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」卻幾乎沒有直接證據,因此被喻為黑洞演化拼圖中「失落的一塊」。

 

江國興教授表示,這次發現起因於一次異常增亮。NGC 6099 HLX-1光源位在武仙座,距離地球約4.5億光年。它在2009年首度被錢德拉X光望遠鏡觀測到,2012年亮度暴增逾100倍,之後逐年轉弱,引起他的注意。

 

論文第一作者、清華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,符合理論中對中等質量黑洞的預期,因此特別受到關注。而由於中等質量黑洞平常低調,只有在「進食」時才會短暫發出亮眼的X光訊號,讓天文學家有機會捕捉。

 

清大團隊為了確認這顆天體,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,進行約3年的觀測與分析。

 

結果顯示,NGC 6099 HLX-1在2012年X光訊號的溫度高達約300萬度,正符合黑洞撕裂恆星時會出現的高溫現象,當時的亮度也達到最高峰。更重要的是,它周圍存在密集的恆星群,就像一座「自助餐廳」,為黑洞提供源源不絕的食物來源。

 

除了X光數據,團隊也從可見光觀測找到線索,並結合模擬結果分析。在天體周圍觀測到的藍光,顯示可能來自黑洞附近高速旋轉物質的溫度變化;紅光則與周圍密集的星群相關。這些跨波段證據相互印證,排除了單顆恆星或其他天體的可能性,使這個天體成為中等質量黑洞的有力候選者。

 

團隊指出,目前這個中等質量黑洞仍是一個「候選者」,需要更多觀測驗證,但這項成果已是探索黑洞的重要里程碑,也顯示黑洞不只出現在星系中心,外圍同樣可能存在,有助於理解黑洞的形成與成長。

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