遙遠的小型星系也能擁有超大質量黑洞

      利用哈柏太空望遠鏡（ Hubble Space Telescope ）和錢卓Ｘ射線觀測衛星（ Chandra X-ray Observatory ）的觀測資料，天文學家在哈柏極深空影像（ Hubble Ultra Deep Field ）中，發現 28 個遙遠的低質量星系中心有超大質量黑洞。這項發現顯示星系中央的超大質量黑洞，在星系演化極早期就已經形成。

　　美國加州大學聖克魯茲分校（ University of California, Santa Cruz ） Jonathan Trump 表示：這有點像雞生蛋、蛋生雞，究竟誰先誰後的問題，到底是超大質量黑洞先形成後才聚集物質形成星系，還是先有星系後逐漸在星系中間形成超大質量黑洞？這個最新研究顯示那些低質量星系也能擁有超大質量黑洞。

　　所有大型星系的中心都有個超大質量黑洞，而那些位在活躍星系核（ active galactic nucleus ）的超大質量黑洞，更在拉扯吞噬鄰近氣體雲的過程中放出大量輻射而顯得相當明亮。然而在鄰近的局部宇宙中，那些規模較小的矮星系裡很少有活躍的黑洞。 Trump 等人研究的矮星系都距離地球約 100 億光年遠，小於現今宇宙年齡的 1/4 ，換言之，就是研究宇宙還在青少年時期的狀況，所以當時的年輕星系們都還小。

　　Trump 等人的研究是 CANDELS 巡天計畫（ Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey ）的一部份，利用哈柏太空望遠鏡 WFC3 紅外相機進行光譜觀測。由於哈柏的解析度十分優良，因此這些研究者可分離星系外圍和中央的光譜，因此可讓他們辨認出黑洞的指標性輻射。這是首度偵測到這些小且低光度黑洞的存在。在此之前，遙遠星系的觀測都與鄰近星系的觀測發現相符，只存在積極囤積氣體、努力成長的大型星系中。

　　不過，新的發現卻引來新的問題：這些矮星系發生了什麼事讓它們擁有超大質量黑洞？其中一個可能的解釋是：雖然這些星系有些可能還是小小的，但這些矮星系中有一些可能是像銀河系這樣現代大型星系的始祖。但這樣的解釋又引起了另一個問題：要成為現代大型星系之前，這些矮星系的成長速率將遠快於標準模型的預測值。如果它們仍維持在低質量的狀態，那麼鄰近的矮星系應該也要有超大質量黑洞才對。所以，說不定這些矮星系都擁有小一點的黑洞，只是之前沒注意到而已。

　　Trump 表示：遙遠矮星系中的恆星形成現象也很活躍，大約是銀河系的 10 倍左右。這個現象或許跟活躍星系核之間有關連，因為既然有氣體可製造新恆星，當然也可以用來餵養黑洞，不是嗎？

引用自臺北天文館之網路天文館網站

資料來源：http://news.ucsc.edu/2011/09/black-holes.html, 2011.09.15, KLC