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暗物质影响超大质量黑洞的生长

时间：2021-10-14 14:25:02 来源：

该图显示了两个螺旋星系-每个星系的中心都有超大质量的黑洞-即将碰撞并形成一个椭圆形星系。最新研究表明，星系的暗物质晕影响了这些合并以及超大质量黑洞的增长。

哈佛-史密森天体物理学中心的研究人员利用斯隆数字天空调查和ROSAT X射线卫星全天候调查的数据，详细说明了暗物质晕质量和黑洞质量之间的明显关系。

马萨诸塞州剑桥市–每个大型星系的中心都有一个黑洞，而银河系越深，其黑洞越大。但是为什么两者有关系呢？毕竟，黑洞比它的家星系小数百万倍，而且质量也较小。

对称为椭圆星系的橄榄球状恒星集合的一项新研究为星系与其黑洞之间的联系提供了新见解。发现暗物质的看不见的手以某种方式影响了黑洞的生长。

哈佛-史密森天体物理学中心的主要作者阿科斯•博格丹说：“尽管两个星系的暗物质数量和它们的中心黑洞大小之间存在很大的差异，但两者之间似乎存在着神秘的联系。” （CfA）。

这项新研究旨在解决该领域的争议。先前的观察发现，中心黑洞的质量与椭圆星系中恒星的总质量之间存在关系。但是，最近的研究表明，黑洞的质量与星系的暗物质光晕之间存在紧密的联系。目前尚不清楚哪种关系占主导地位。

在我们的宇宙中，暗物质比普通物质（我们周围看到的日常事物）重6到1倍。我们知道暗物质仅凭其引力作用而存在。它把星系和星系团聚在一起。每个星系都被暗物质的光环围绕着，暗物质的重量高达一万亿个太阳，并持续数十万光年。

为了研究暗物质光晕与超大质量黑洞之间的联系，博格丹和他的同事安迪·古尔丁（普林斯顿大学）研究了3,000多个椭圆星系。他们使用恒星运动作为示踪剂来衡量星系中心的黑洞。对银河系周围的热气体进行X射线测量有助于权衡暗物质的光晕，因为银河系中的暗物质越多，它可以保留的热气体就越多。

他们发现暗物质晕的质量和黑洞质量之间存在明显的关系，这种关系比黑洞和单独的星系恒星之间的关系更强。

这种联系可能与椭圆星系的增长方式有关。当较小的星系合并，它们的恒星和暗物质混合并混合在一起时，就会形成一个椭圆形星系。因为暗物质胜过其他所有事物，所以它塑造了新形成的椭圆星系并引导了中心黑洞的生长。

“实际上，合并的行为创建了一个引力蓝图，星系，恒星和黑洞将跟随它们以建立自身，”博格丹解释说。

描述这项工作的论文已被接受发表在《天体物理学杂志》上。此结果依赖于Sloan数字天空调查和ROSAT X射线卫星的全天候调查数据。

哈佛史密森天体物理学中心（CfA）总部位于马萨诸塞州剑桥，是史密森尼天体物理观测站与哈佛大学天文观测站之间的联合合作。CfA科学家分为六个研究单位，研究宇宙的起源，演化和最终命运。

出版物：ÁkosBogdán和Andy D. Goulding，“将暗物质晕与银河系中心和超大质量黑洞联系起来”，2015年，ApJ，800，124； doi：10.1088 / 0004-637X / 800/2/124

研究报告的PDF副本：将暗物质光环与银河系中心和超大质量黑洞相连接

图像：NASA / CXC / M。魏斯

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