科学家发现孤僻“单身星系”中隐藏种子黑洞

腾讯科技讯（Everett/编译）据国外媒体报道，天文学家发现NGC 4178星系存在着其他星系所不具备的特点，它似乎很享受“独自一人”的单身生活，从星系整体轮廓上看，显得较为平坦，也是一个规则的圆盘型星系，还具有婀娜多姿的外围旋臂结构。令科学家感到意外的是，该星系的中央黑洞似乎比较完美，不显得太大，也不会太小。由于NGC 4178星系所在的宇宙位置特殊，因此在过去应该没有参与到惨烈的星系碰撞事件中，并且在它未来的一段生涯中将继续保持这种“单身”的方式度过。

NGC 4178星系中可能隐藏了神秘的种子黑洞

NGC 4178星系最大的特点为星系中央没有难看的巨大隆起，这个特征与黑洞的质量存在较大关系，而且该星系孤零零地处于一片漆黑的宇宙空间中。距离NGC 4178星系最近的几个星系群，它们则显得更加活跃而聚集在一起，通过不断地碰撞、合并最终演化成一个较大的螺旋星系，这些星系的中央都存在各种质量等级的黑洞，不断发生的碰撞事件使得黑洞也在不断增大，直到达到太阳质量的数十亿倍，该情景最直观的体现为星系中央巨大的隆起，犹如一个令人印象深刻的“膨胀的肚子”。 NGC 4178星系则喜欢在一旁看着这一切发生，依然保持着它那似乎经过“修剪”的外形轮廓。

在天文学家眼中，如NGC 4178星系这样的奇怪天体被称为“宇宙隐士”，如此孤僻的星系在宇宙中是不同寻常的。研究人员认为星系的增长和演化形成于恒星团的碰撞和合并事件，比如银河系这样具有优雅外围旋臂的星系就是这么演化形成的。但是NGC 4178星系的成长路程似乎与众不同，在其一生中的大部分时间内都避免了与其他星系发生碰撞，更多的时候是“独来独往”地存在，因此，科学家们希望利用现有的观测工具和理论揭开这个神秘星系的身世。

根据位于弗吉尼亚州费尔法克斯的乔治·梅森大学的研究人员内森·西克里斯特（Nathan Secrest）介绍：“这些独来独往的星系是早期宇宙天体的典型，可追溯到宇宙中星系结构开始形成之时。科学家认为诸如NGC 4178这样的星系，我们可以从中获得尽可能早期的宇宙信息。可以帮助我们解决多个宇宙难题，比如黑洞的起源之谜。”大多数星系中央似乎都存在一个巨型黑洞，它们的质量可达到太阳质量的数百万倍或者数十亿倍。然而，黑洞是如何变得如此庞大的呢？这依然是一个迷。

科学家推测黑洞的成长历史是通过质量较小的数个黑洞经过宿主星系的不断碰撞、合并，最终演化成超大质量的黑洞，或者也可能起源于早期宇宙中巨型气体云的坍缩事件。如果黑洞的成长是通过不断地合并、吞噬作用，那么宇宙中应该也充满着不同质量等级的黑洞，在目前相关黑洞理论中，质量在数十倍太阳质量的黑洞被称为小质量黑洞，如果黑洞是通过不断合并而增长的，那么宇宙中应该存在数量不少的小质量黑洞，但科学家们很少发现它们存在。

因此，NGC 4178星系若从来没有发生过星系碰撞、合并事件，可以推测出其中央黑洞的形成机制确实值得研究，表现为星系中央缺少应有的隆起。根据研究人员介绍：我们已经对NGC 4178星系周围进行的观测，试图寻找中央也没有隆起的怪异星系，但目前搜索的结果显示，许多星系中的中央实际上都存在黑洞。也有研究人员提出，这是否是发现了失踪的中等质量黑洞呢？内森·西克里斯特和他的同事们通过计算发现该黑洞的质量介于1万至100万倍太阳质量之间，如果NGC 4178星系中的黑洞质量为该区间的最低值，那么其可能是圆盘状星系中发现的最小质量黑洞，正在通过吞噬周围物质进行成长。

事实上这些诞生于宇宙早期时代的星系中央存在质量较小且不断增大的黑洞，但质量较小的黑洞可能并不是通过碰撞、合并等事件进行演化成长，而是需要吞噬周围物质进行积累，使自己变得更大。换句话说，NGC 4178星系中央的黑洞可能是一颗“种子黑洞”，是超大质量黑洞出现前的一个经典范例。

但科学家认为NGC 4178星系将不会永远处于“单身孤零”的状态，由于该星系处于室女座星系团边缘，在一亿年之后将进入星系群中，并在未来的某一时期与其他行星发生碰撞合并。该星系中央的“种子黑洞”可能会演化成一个超大质量黑洞，如同室女座星系团内的其他星系一样，届时这个孤零零的“单身星系”将拥有一些伙伴星系。

http://www.newscientist.com/article/dn22060-astrophile-loner-galaxy-is-seed-of-giant-black-hole.html