【卡城华人网】小星系大发现：在Segue 1 星系发现黑洞

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小星系大发现：在Segue 1 星系发现黑洞

小星系大发现：在Segue 1 星系发现黑洞
【卡城华人网 www.calgarychina.ca】 2025-11-03 12:07

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【卡城华人网】小星系大发现：在Segue 1 星系发现黑洞

Segue 1 小而不起眼，是银河系隔壁的矮星系，仅含少数恒星，少到无法提供防止自身外散到太空的重力。与其他矮星系一样，咸认为暗物质重力是主要束缚力。

然而，德州大学奥斯汀分校和圣安东尼奥分校的新研究推翻假设，挑战天文学家对矮星系的理解。 Segue 1 中心有个巨大黑洞提供重力，而不是暗物质，使恒星被黑洞重力束缚在一起。

▲ Segue 1 矮星系。（Source：SIMBAD，DSS）

领导研究的UTSA 研究生Nathaniel Lujan 表示「我们的工作可能会彻底改变矮星系或星团建模，包括超大质量黑洞，而不只是暗物质」。

这项发现最近发表在《天体物理学期刊快报》，是德州大学奥斯汀分校和UTSA 联合举行天文学课程的高潮。天体物理学家Karl Gebhardt 和Richard Anantua 共同授课，让学生有机会使用先进建模和技巧研究重力对星系的影响。

「我们设计这门课程是为了促进两所大学合作。」Gebhardt 说。「最初专案是建模Segue 1 重力动力学。但有一项重大发现，目标明确且辛勤工作下这些学生证明了他们的才华。」

学生使用德州大学奥斯汀分校高级计算中心的超级计算机创建数十万个复杂模型。每个人都根据黑洞存在、黑洞大小、暗物质多少和其他假设因素绘制Segue 1 恒星的预测路径，所有这些都是为了寻找与WM Keck 天文台观测到的恒星真实运动相近而匹配的模型。

「Lujan 以出色工作伦理和学习新方法的热情投入第一门天文学选修课，」Anantua 说。「将陡峭计算学习曲线与超大质量黑洞附近强重力的理论掌握结合，两样都不可或缺。」

学生首先辨识Segue 1 重力影响下的恒星。 Segue 1 距离银河系仅75,000 光年，是银河系的近邻。因此，引力更强大的银河系积极将恒星吸入自己体系，称之为「潮汐剥离」。被剥离的恒星将分布于Segue 1，银河系外缘由迁徙恒星主导。借测量外围恒星数量并减去中心区域，过滤出受银河系影响的恒星。

接下来团队绘制剩余恒星的速度和方向。很快就发现，朝向中心的恒星以快速绕圈行进──是黑洞的明显迹象。暗物质比例高的模型、或暗物质和黑洞并存的模型匹配度都很差。更令人兴奋的是发现黑洞的巨大质量。据估计，黑洞质量是太阳45 万倍，更是Segue 1 所有恒星质量总和10 倍。因多数星系中心黑洞质量不会超过恒星质量总和。

「黑洞质量和宿主星系质量有很强关连性。Segue 1 黑洞比预估明显大得多，」Gebhardt 解释。「如果这种大质量比例在矮星系很常见，我们将不得不改写系统演进方式。」

Segue 1 演化的可能解释之一是，它曾是有更多恒星的更大星系。但银河系可能已抓走大部分恒星，仅少数遗留。另一种可能性是，Segue 1 类似新发现的星系，称为小红点，这些星系似乎是在巨大黑洞和很少恒星下发展。这些早期星系位于宇宙最遥远的地方而难以研究。有了Segue 1，天文学家现在有了能近距离观察小红点演变过程的天体。

无论这个微小星系如何变化，Segue 1 都证明了是矮星系假设的有趣挑战。这是又一例证，证明不起眼之处，仍有大惊奇。

来源：台北天文馆

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