几乎每个大星系的中心都有一个巨大物体-一个超大质量的黑洞。 这些巨人的重量比我们的太阳大数十亿倍 推动星系的演化 他们居住。

但是天文学家无法弄清楚它们是如何变得如此庞大的。 有些似乎早在 大爆炸之后的600亿年，当时宇宙仅是其当前年龄的4％。 从我们对黑洞生长的理解来看，这似乎是不可能的。 “根本没有足够的时间在宇宙中这么早就建立如此巨大的黑洞，”他说。 ŁukaszWyrzykowski是华沙大学的天文学家。 他说，如果没有，那就是可以促进其成长的东西。

这些“种子”被认为是中等质量的黑洞-巨大的黑洞，它们落在恒星质量的黑洞（由死星形成的质量）和超质量黑洞之间的质量间隙中。 中等质量的黑洞的重量应在100到100,000个太阳质量之间，据认为它们是银河系中怪物成长的关键步骤。

主要问题是找到它们。 “黑洞什么也不会散发出来，”他说 丹尼尔·霍尔兹（Daniel Holz），芝加哥大学的天体物理学家。 “因此很难找到它们。”

天文学家已经确定了一些潜在的中等质量黑洞候选者。 去年，他们使用哈勃太空望远镜捕获了可能具有50,000太阳质量的黑洞 吃星星; 另一个20,000太阳能质量的候选人HLX-1可能是 做同样的.

现在，研究人员说，他们已经使用一种全新的方法来找到一个黑洞，该黑洞的最大质量为55,000太阳质量。 该发现发表于今天 自然天文学，介绍了一种搜索策略，该策略有可能在将来找到更多的候选人。

研究由 詹姆斯·佩恩特，是墨尔本大学的博士研究生。 2018年，Paynter的主管和合著者 雷切尔·韦伯斯特 让他浏览一下约2,700个伽马射线暴的数据集-明亮的能量爆炸 被认为起源于 合并中子星或超新星-1991年至2000年之间，由美国国家航空航天局（NASA）的康普顿伽玛射线天文台（Compton Gamma Ray Observatory）收集。

他正在寻找连续发生两次几乎相同的伽马射线爆发的情况。 两次闪烁可能表明伽马射线爆炸被它和我们之间的一个物体“镜头”了，这是一个巨大的物体，它在进入地球时弯曲了爆炸的光。 一个巨大的物体，也许像一个中等质量的黑洞。

在2,700个伽马射线暴的整个数据集中，Paynter的自动化软件仅标记了一个事件。 1995年，康普顿看到了怀疑的伽马射线爆发的闪光，当时该伽玛射线在宇宙存在约3亿年时就熄灭了。 半秒钟后，它看到了几乎相同的爆发。

研究小组得出结论，我们与伽马射线爆发之间存在一个中等质量的黑洞。 伽马射线爆发与黑洞的中心稍有偏移，因此它的光沿两条路径传播，一条路径比另一条路径稍长。 共同作者说：“透镜会影响两个光子绕相反两端的传播路径。” 埃里克·塔兰（Eric Thrane）是莫纳什大学（Monash University）的天体物理学家。 “那是延迟时间。”

不是每个人都相信。 一个问题，说 娜塔莉·韦伯（Natalie Webb）法国天体物理学与行星研究所的天体物理学家，是我们不知道宇宙中有多少个中等质量黑洞。 我们必须多么幸运地使我们的星球与一个这样的黑洞和伽马射线爆发完美地对准？ 韦伯说：“有人预测每个星系会有1,000颗巨星，在这种情况下，很可能会发生这种事情。” “如果您没有这么多的人口，那么是的，可能性很小。”

另一个问题是，我们对伽马射线爆发的了解还不够—也许它们只是自然地以这种方式重复出现。 霍尔兹说：“它们是如此的不同和怪异。” “这里真正的问题是：这可能只是一次两次撞击的伽马射线爆发吗？” 镜头也可能是由 球状星团 —大量的老恒星—但研究小组认为这不太可能，因为球状星团的流行度可能比中等质量黑洞低100倍。 瑟恩说：“在正确的地方获得一个机会是不可能的。”

这种特定的检测发生在二十多年前，因此我们可能永远无法确定。 更令人兴奋的前景是，这种方法（寻找充当透镜的中等质量黑洞）可能是将来获得更多发现的一种方式。 霍尔兹说：“通过透镜识别中间质量黑洞的数量将很吸引人。” Wyrzykowski一直在使用来自 盖亚望远镜 寻找能够使恒星的光线弯曲的中等质量黑洞，而不是伽马射线暴，尽管到目前为止他还没有运气。

中等质量黑洞不仅为我们提供了解释超大规模黑洞生长的关键种子，而且还为我们提供了重要的种子。 他们还可以为另一个宇宙之谜提供证据- 暗物质。 被认为占宇宙质量的85％的暗物质本身可能是推动中等质量黑洞生长的重要因素。 Wyrzykowski说：“用常规物质制造这样的黑洞非常困难。” “您需要合并许多恒星，并且[早期]宇宙中没有足够的时间。”

预计即将到来的望远镜将有助于狩猎。 佩恩特说，已有数十年历史的康普顿数据已经用尽，但仍然有来自其他望远镜的约7,000次伽马射线暴过筛，美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜今天仍在进行探测。 他说：“现在是时候分析其余数据集，看看是否还有更多合适的候选对象。”

无论是通过这种方法还是通过另一种方法发生，许多人都希望能够很快解决所缺失的中间质量黑洞的谜团，以及随之而来的超大质量黑洞的增长。 “每个人都认为他们在那里。”瑟恩说。 “它们必须存在于宇宙中的某个时刻。 这只是找到它们在哪里的问题。”

更正：30年2021月XNUMX日
本文随附的图形的原始版本指出，较长路径上的指示灯应最后到达。 实际上，黑洞附近的时间膨胀效应意味着在较短路径上传播的光最后到达。