新方法从喷流估计黑洞质量

最近一份发表在《天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）上的研究，提出了一种全新的估计黑洞质量的方法。

室女A星系（M87）中心黑洞的艺术设想图。

一研究组称，利用他们新的理论模型，不仅可以证明Messier 87（M87，室女A星系）中心黑洞的存在，还能估计其质量。

多数大型的星系中心都有一个超大的黑洞。由于这个黑洞的巨大，周围气体和尘埃被吸入黑洞的过程中放射出大量无线电波、微波、X射线，甚至伽马射线。

目前所知，有的星系中心的黑洞比较活跃，另一些则比较平静。之前广泛关注的是其亮度，有的星系中心黑洞放出射线的能量超过了星系中所有星光的总和，这种星系被成为具有“活跃星系核”（AGN）的星系。然而，相对论性喷流（relativistic jet）是可以判断星系活跃度的另一个特征。

“相对论性喷流”可延展至几百万光年，里面的物质被加速到几分之一光速，从而显现出相对论所描述的特性，因此得名。

室女A星系中心的超级黑洞就有着典型的相对论性喷流，就是一个很好的观测例子。这个星系是离地球最近的内核活跃的星系，科学家对它掌握的研究资料最多，包括其结构、喷流附近的粒子密度等。今年早些时候公布的一张获奖的黑洞的照片，拍摄的影像就是M87中心的黑洞。这也是人类拍摄到的第一张黑洞的照片。

从哈勃望远镜拍摄的照片上看，M87喷流看上去大体粗细一致，只是到了末端形状发生一些变化，出现一个短暂的隔断之后，变成锥形。

研究组先从已有的理论模型预测到M87中心黑洞喷流的形状，从喷流的形状建立模型估计出黑洞的质量，最后从质量又能反过来生成M87黑洞喷流的形状。通过测量喷流的宽度，以及内核到喷流间隔处的距离，研究者计算得出，M87中心黑洞喷流由完全不同弧度形状的两部分组成，这两部分之间有一个“中断”地带——与哈勃望远镜拍到的图像一致。

研究团队表示，随着事件视界望远镜（Event Horizon Telescope）和下一代太空望远镜等更先进观测工具的投入使用，他们的这一理论模型将得到更仔细的检验。下一个最佳的检验对象将是射手A（Sagittarius A），据信其中心黑洞质量为350万～470万倍太阳质量。