东京大学揭示质量是太阳数千倍的中等质量黑洞的形成过程

东京大学揭示质量是太阳数千倍的中等质量黑洞的形成过程

东京大学研究团队通过计算机模拟揭示了中等质量黑洞的形成过程。研究表明，在球状星团内部，恒星通过不断合并最终形成质量约为太阳10000倍的超大质量恒星，随后演化为质量为太阳3000至4000倍的黑洞。这一发现不仅明确了中等质量黑洞的存在位置，还为解开银河系中心超大质量黑洞的形成机制提供了新线索。

球状星团内可能存在质量为太阳数千倍的黑洞（球状星团中著名的半人马座Ω星团）（供图：欧洲南方天文台（ESO））

黑洞的大小迥异。已观测到的黑洞包括质量不超过太阳100倍的“大质量恒星”坍缩形成的“恒星质量黑洞”，以及质量超过太阳10万倍且位于银河系中心位置的“超大质量黑洞”。然而，介于这两者之间的“中等质量黑洞”，即质量为太阳1000至1万倍的黑洞，科学家一直未找到其存在的证据。

研究团队通过模拟由数百万颗以上的恒星通过引力相互吸引而成的“球状星团”，再现了其中每颗恒星的运动。模拟结果表明，球状星团内的恒星通过不断合并，最终形成质量约为太阳10000倍的超大质量恒星，最终演变成质量为太阳3000至4000倍的黑洞。

本次研究明确了之前未被发现的中等质量黑洞的存在位置，从而增加了直接观测此类黑洞的可能性。此外，本研究还有助于解开与银河系形成过程相关的超大质量黑洞形成机制。

【论文信息】
杂志：Science
论文：Simulations predict intermediate-mass black hole formation in globular clusters
DOI：10.1126/science.adi421