星系動物園的詭異黑洞

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公民科學家正幫助天文學家了解星係以及其內的特大黑洞是如何生長的。2007年，一個簡單的在線計劃邀請大眾來為哈勃太空望遠鏡拍攝的漂亮全景照中大量暗淡的星系分類。天文學家判定，對於正確分析星系外形來說，訓練過的人眼比最好的自動算法還要合適。

公民科學家幫助天文學家選擇了這12個正面的無核球旋渦星系。這些星系雖然缺乏星系核球，其核心都擁有健康成長的特大質量黑洞（圖片提供：Sloan Digital Sky Survey / B. Simmons & others）

5年後，星系動物園計劃仍舊強勁有力。不過星系的分類雖然仍由普通人完成，不過卻更加複雜，且更為實用。大約20萬名志願者參加了該計劃最新的項目。由此得出的結論與當前星係與黑洞演化的圖像相悖。
幾乎每個星系的中央都存在一個特大質量黑洞，這樣的龐然大物質量相當於太陽的100萬到100億倍。不久之前我曾經寫道，有跡象表明，黑洞可以通過不止一條途徑增長到如此龐大。天文學家過去認為，星系碰撞在黑洞增長與星系演化過程中發揮了重要作用，不過星系動物園最新的結果是暗示碰撞不那麼重要的潮流中最新的證據。
擁有由古老恆星組成的中央核球的星系存在特大質量黑洞，而且核球與星系二者密切相關，通常是密切相關。舉例來說，銀河系中存在一個質量相當於太陽400萬倍的黑洞，側面看去，我們的星系看起來有些類似飛盤，中央插著一隻拉長的高爾夫球。銀河系球形的核球外觀與行為都與橢圓星系相似，其中的恆星很古老，與其成協的星際氣體很久之前就已消散，恆星運動的軌道大體是隨機的，這讓核球呈現圓形蓬鬆的外觀。
當前的理論是，在星系誕生之初，其中央核球以及黑洞是一致成長的。恆星形成活動​​以及黑洞的增長都是由與其他星系的碰撞和並合攪動的下落物質來供應的。最終黑洞質量增加得足夠大且足夠活躍，驅散其周圍的氣體，將星系的整個內區完全清空，讓恆星形成以及黑洞進一步的吸積都停止了。
但是黑洞與核球是否都是需要撞擊來生長的？星系動物園的志願者辨認出了數千個沒有顯著核球的正向旋渦星系。這些無核球的星係也許從來沒有經歷過與其他星系大規模的碰撞。在10488個無核球星系中，參與星系動物園計劃的天文學家選擇了12個擁有健康成長的黑洞的星系，黑洞的質量至少相當於太陽的100萬倍。
如果這些星系確實從來沒有與其他星係發生過碰撞，那麼黑洞必然是完全通過另一種不那麼劇烈的過程生長的。它們顯然很少見，不過卻是一個“乾淨”的樣本，天文學家可以進一步研究它們，以圖最終回答大型黑洞所有增長渠道的問題。
（全文完）