ALMA確定NGC 3258中超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量

使用阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)的天文學(xué)家觀測(cè)到位于NGC 3258中心的超大質(zhì)量黑洞的動(dòng)態(tài)影響范圍，NGC 3258是一個(gè)距離地球約1億光年的巨大橢圓星系，并確定這個(gè)黑色洞的重量達(dá)到驚人的22.5億太陽(yáng)質(zhì)量。

天文學(xué)家使用各種方法來(lái)測(cè)量黑洞質(zhì)量。

在巨大的橢圓星系中，大多數(shù)測(cè)量來(lái)自觀測(cè)黑洞周圍恒星的軌道運(yùn)動(dòng)，采用可見光或紅外光。

另一種技術(shù)是在氣體云中圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)使用天然存在的水脈澤，提供更高的精度，但這些脈沖非常罕見，幾乎只與具有較小黑洞的螺旋星系相關(guān)聯(lián)。

ALMA團(tuán)隊(duì)最近開創(chuàng)了一種研究巨型橢圓星系中黑洞的新方法。

大約10%的橢圓星系在它們的中心包含定期旋轉(zhuǎn)的冷，致密氣體盤。這些圓盤含有一氧化碳?xì)怏w，可以用毫米波長(zhǎng)的射電望遠(yuǎn)鏡觀察到。

通過(guò)利用一氧化碳分子發(fā)射的多普勒頻移，天文學(xué)家可以測(cè)量軌道氣體云的速度，ALMA可以解決軌道速度最高的星系中心。

加州大學(xué)歐文分校的天文學(xué)家Aaron Barth教授說(shuō)：“我們用ALMA對(duì)附近的橢圓星系進(jìn)行了多年的調(diào)查，以發(fā)現(xiàn)和研究圍繞巨大黑洞旋轉(zhuǎn)的分子氣體盤。”

“NGC 3258是我們發(fā)現(xiàn)的最佳目標(biāo)，因?yàn)槲覀兡軌蜃粉櫩拷诙吹拇疟P旋轉(zhuǎn)，而不是任何其他星系。”

由于黑洞的引力，NGC 3258的磁盤內(nèi)部區(qū)域比外部部分更快。

ALMA數(shù)據(jù)顯示，磁盤的旋轉(zhuǎn)速度從其外緣的620,000英里/小時(shí)(100萬(wàn)公里/小時(shí))上升，距離黑洞約500光年，到磁盤中心附近超過(guò)190萬(wàn)英里/小時(shí)(300萬(wàn)公里/小時(shí))。與黑洞的距離僅為65光年。

天文學(xué)家通過(guò)模擬圓盤的旋轉(zhuǎn)來(lái)確定黑洞的質(zhì)量，占星系中心區(qū)域恒星的額外質(zhì)量以及其他細(xì)節(jié)，例如氣態(tài)圓盤略微翹曲的形狀。

快速旋轉(zhuǎn)的清晰檢測(cè)使得研究人員能夠以高于百分之一的精度確定黑洞的質(zhì)量，盡管他們估計(jì)測(cè)量中存在12%的額外系統(tǒng)不確定性，因?yàn)榕cNGC 3258的距離不是很精確。

即使考慮到不確定的距離，這也是銀河系外任何黑洞最精確的質(zhì)量測(cè)量之一。