银河系中央潜伏着数百甚至上千个黑洞，相关理论研究指出，大量恒星级黑洞会在数百万年的变迁中不断向星系内侧移动，最后聚集在一个特大质量黑洞周围。
银河系中央特大质量黑洞人马座A*爆发X射线耀斑
银河中央潜伏着数千黑洞
人马座A*艺术概念图
上世纪70年代以来，天文学家便认定银河系中央存在一颗特大质量黑洞。它距地球大约2.6万光年，处在人马座和天蝎座之间，被称之为“人马座A*”。人马座A*的直径达到4400万公里，质量相当于400万个太阳，能够产生异乎寻常的引力拖拽。
几十年的观测中，科学家发现绝大多数大质量星系的中央都存在特大质量黑洞。这样的星系存在所谓的“活跃星系核”，其它星系则没有这个特征。最近，天文学家借助美国宇航局的钱德拉X射线望远镜进行了一次观测。他们发现的证据证明，银河系中央附近潜伏着数百，甚至数千个黑洞。
最近刊登于《自然》杂志的论文，研究小组阐述了他们的发现。此项研究由哥伦比亚大学天体物理学实验室副主任、物理学教授查克·海利带队，成员包括智利天主教大学天体物理研究所和哈佛-史密森尼天体物理学中心的科学家。
银河系中央众多的X射线源
借助钱德拉望远镜的观测数据，研究小组在人马座A*附近搜寻含有黑洞的X射线双星。黑洞无法在可见光条件下观测到。不过，如果有恒星近距离环绕黑洞（或者中子星），它们会剥离恒星的物质。这些物质进入黑洞的吸积盘，被加热到数百万度，进而释放出能够被观测到的X射线，被称之为“X射线双星”。
研究小组搜寻距人马座A*不到12光年的X射线源，而后挑选出与已知X射线双星拥有类似光谱的源头。这些X射线源释放出大量低能X射线。利用这种方式，他们在距离人马座A*大约3光年的区域发现14个X射线双星，每一个都存在恒星级黑洞质量相当于5到30个太阳。此前的研究曾发现其中两个X射线双星，但在随后的分析中惨遭淘汰，余下的12个（红圈）都是新发现。
其它X射线源（黄色）释放出大量高能X射线，据信是含有白矮星的双星系统。海利和他的同事认为，此次发现的大部分X射线双星都有可能存在黑洞，原因就在于它们的可变性以及X射线辐射不同于含有中子星的双星系统。
黑洞双星艺术概念图 黑洞正在吸食伴侣的物质
由于距地球异常遥远，在人马座A*附近发现的含有黑洞的X射线双星中，只有最明亮的双星才有可能被观测到。海利和他的同事认为银河系中央附近的有黑洞X射线双星远不至此。据他们估计，人马座A*周围至少存在300个，甚至1000个恒星级黑洞。
这一发现证实了过去对星系内恒星动力学的理论研究。根据这些研究，大量恒星级黑洞（可达到2万个）会在数百万年的变迁中不断向星系内侧移动，最后聚集在一个特大质量黑洞周围。海利等人最近进行的分析是迄今为止发现的第一个观测证据，证明人马座A*附近聚集着大量黑洞。
研究人员承认对于他们发现的X射线辐射，还有其它一些解释。这些X射线源中，有一半可能是毫秒脉冲星，即快速旋转并且拥有强磁场的中子星。但根据他们的观测，海利等人更倾向于黑洞。哥伦比亚大学的阿勒克塞·格纳佐夫进行的一项研究显示，银河系中心可能存在1万到4万个黑洞双星。这些双星是黑洞“引力俘获”的结果。
黑洞合并艺术概念图
除了进一步揭示银河系恒星的动力学特征，海利等人的研究对新兴的引力波研究领域也有积极影响。如果能够确定星系中央的黑洞数量，天文学家便可更准确预测与之有关的引力波事件数量。（星系会碰撞合并，形成更大的星系，黑洞也是如此。）
在此基础上，天文学家可以创建预测模型，预测引力波事件何时以及如何发生，同时确定引力波在银河系演化过程中扮演的角色。借助新一代观测设备，例如美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜以及欧洲航天局的先进高能天体物理学望远镜（昵称“雅典娜”）天文学家能够准确估计银河系中央附近究竟潜伏着多少黑洞。
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来源：www.livescience.com
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