流浪黑洞的消失可能正影响着太空

宇宙中，有许多星系在巨大合并中汇聚在一起的例子，这过程历经数十亿年，在整个太空中充满了恒星与气体。在大多数情况下，我们知道星系如何合并，但我们不清楚超大质量黑洞，在星系核心中会发生什么事。

天文学家认为两个星系核可能合并成一个更大的黑洞，且会释放出重力波。但星系核中，如果存在不对性，则新形成的黑洞可能从星系中消除，并受重力波影响在宇宙中产生空间缩放，且伴随著成群的恒星。

这种超致密恒星系统(HCSS)-超大质量黑洞，上面仅束缚着万有引的恒星，逐渐消失在宇宙中。超致密恒星系统的存在，将是令人信服的重力波反作用力的证据。目前为止始终没找到任何东西。

图说:艺术家对星团中黑洞的想像(CfA/M. Weiss)

但在大尺度上发生的事情，也应该在较小尺度上发生。恒星质量级黑洞可以合并，透过重力波干涉仪已经检测到一些黑洞合并事件。当银河系初期，其中央黑洞可能较小，与一个矮星系合并，也包含一个较小的中央黑洞的小合并。

这将在恒星质量及超质量类之间产生一个黑洞，一个中等质量黑洞，其质量是太阳质量的100到10,000倍，并带有恒星:基本上是一个小的致密恒星系统。

模拟预测，在星系光晕中(如银河系)应该存在数百个流浪黑洞。荷兰太空研究所(SRON)和拉德堡德大学的天文学家认为，超致密恒星系统可能已经被以前的调查(如Gaia和史隆数位巡天计画)所观测到。但是，研究团队想去寻找更多信息时，却意识到目前没有对这类超致密恒星系统做出任何详细预测。因此，即使它们隐含在资料中，也无计可施。

在一份新论文中，针对这些星团进行了模拟，并对其颜色，外观和光谱进行了详细预测，并推估它们在望远镜观测下的图像模样。如果它们确实被找到，而不仅是因为重力波的反作用力。在地面上，中等黑洞的证据很薄弱，它们一般被认为是黑洞的”遗失环节”，黑洞是很难检测到的。虽然有些检测暗示了它们的存在，但是目前并无定论。

荷兰太空研究所(SRON)天文学家Davide Lena认为是否存在中等质量黑洞尚有争议。如果找到朝致密恒星星团，我们将认为中等质量黑洞存在。我们可以透过对超致密恒星星团进行光谱观测，并测量黑洞的质量来证实它存在。我们也不知道超大质量黑洞是否可以合并，超大质量黑洞是太阳质量的百万至数十亿倍，并且有成熟的星系核心。模拟预测，当两个超大质量黑洞绕行轨道相距一秒差距(3.2光年)时，它们轨道能量将使它们在稳定的轨道中相互摆动长达数十亿年。

但我们知道，恒星质量的黑洞(太阳质量的5到100倍间)可以合并。如果可以在银河光晕中找到超致密恒星系统，将表示中等质量的黑洞也可以合并。相反的，这将强烈暗示更大质量的黑洞也可以合并。这篇研究发表于Monthly Notices of the Royal Astronomical Society。(编译/林琦峰)

资料来源：science alert