科學家利用赫伯太空望遠鏡與錢德拉X射線天文台發現，一顆中階質量黑洞在距離地球約4.53億光年的巨大橢圓星系NGC 6099暈部擾動一顆軌道恆星，但黑洞對恆星的具體影響仍存疑，因不同時期的X射線觀測數據出現矛盾。
科學家利用赫伯太空望遠鏡與錢德拉X射線天文台發現，一顆中階質量黑洞在距離地球約4.53億光年的巨大橢圓星系NGC 6099暈部擾動一顆軌道恆星，但黑洞對恆星的具體影響仍存疑，因不同時期的X射線觀測數據出現矛盾。
《Space.com》報導，黑洞依質量分為多個等級，質量較小的恆星質量黑洞由超新星爆炸產生；質量最大的超大質量黑洞則位於星系中心，質量可達數百萬到數十億倍太陽質量。介於兩者之間的是中階質量黑洞（IMBH），質量約數百至十萬倍太陽質量。
「中階質量黑洞是恆星質量黑洞與超大質量黑洞演化的關鍵缺環，」台灣清華大學張怡齊表示。
由於IMBH不如超大質量黑洞活躍，也不像恆星質量黑洞會因其前身恆星爆炸明顯，導致發現不易。偶爾當黑洞引發潮汐擾動事件，即當恆星或氣體雲靠近被潮汐力撕裂時，會產生強烈X射線爆發，成為探測亮點。
2009年，錢德拉天文台發現距離NGC 6099中心約4萬光年的異常X射線源HLX-1，該星系距地球約4.53億光年。HLX-1的X射線光譜顯示高達攝氏約300萬度，符合潮汐擾動事件的劇烈能量。
2012年，歐洲太空總署XMM-Newton望遠鏡觀測到HLX-1的X射線達峰值；2023年再次觀測則顯示亮度大幅下降。期間，加拿大－法國－夏威夷望遠鏡找出對應的光學天體，並由赫伯望遠鏡確認。
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針對此現象，主要有兩種解釋。其一是赫伯望遠鏡光譜顯示黑洞周圍存在緊密小型恆星團，黑洞可能原為一個矮星系核心，被NGC 6099潮汐剝離，僅剩黑洞與少數伴星，恆星團像黑洞的「儲藏室」，不時有恆星被擾動。
此理論下，恆星沿橢圓軌道近日點時部分質量被剝離但未全毀，2009年X射線亮度來自恆星接近近日點，2012年達峰，2023年恆星遠離黑洞導致輻射減弱，未來恆星若再接近近日點，可能再現X射線爆發。
另一說法則認為恆星被逐步剝離，形成物質流環繞黑洞。錢德拉初期觀測的X射線來自物質流自我碰撞產生的熱沖擊，2012年峰值為形成完整熱吸積盤，恆星已全被撕裂，物質逐漸落入黑洞，導致2023年X射線亮度減退。
意大利國家天文物理研究所(INAF)羅伯托‧索里亞表示：「黑洞吞噬恆星氣體需要多久？2009年HLX-1亮度較高，2012年增加約百倍，之後又下降，我們必須持續觀察，看是否會反覆閃耀，還是走向消亡。」
研究顯示，中階質量黑洞對黑洞生態系統角色關鍵，理論認為超大質量黑洞可能由多個IMBH合併而成，但宇宙中IMBH數量尚不清楚。
索里亞說：「若幸運找到更多因潮汐擾動而突然發光的自由漂浮黑洞，統計分析將揭示IMBH數量、恆星被擾動頻率及大型星系如何透過組合小星系成長。」
目前錢德拉、XMM-Newton及赫伯望遠鏡視野有限，只能觀測天空局部，潮汐擾動事件難以預測，能即時捕捉相當罕見，2009年錢德拉的發現可謂幸運。
隨著維拉C·魯賓天文台今年底全面啟用，將展開為期10年的全天巡天，捕捉潮汐擾動事件閃爍將更為容易，一旦偵測到新事件，赫伯與錢德拉便能精準追蹤，助力IMBH逐步走出陰影。
資料來源：Space.com
這篇文章 恆星「劫後餘生」？科學家探討黑洞與恆星互動兩種可能 最早出現於 科技島-掌握科技新聞、科技職場最新資訊。
