摘要：天文学家发现了银河系中心附近气体云的异常运动，它们可能为通往最难以捉摸的黑洞指明了道路。这种难以捉摸的黑洞就是中等质量黑洞，质量介于恒星质量黑洞和超大质量黑洞之间。由于黑洞自身不会发出任何可检测到的辐射，科学家们需要寻找黑洞对其附近空间其他物体的影响来间接证明黑洞的存在。其中一种就是有着奇怪表现的气体云团和尘埃。

一项新的研究表明，天文学家在星系中心附近探测到了气体云的异常运动，他们可能正指向最难以捉摸的黑洞种类。在很长一段时间里，我们甚至都不确定这些类型的黑洞是否存在。

人类拍摄的首张黑洞照片

跟踪银河系中央气体的研究人员得出结论，气体云绕着一个质量是太阳质量一万倍的物体运行，然而，当他们观察到该物体所在的位置时，却什么也没有。

最易理解的解释是这是一个静止的黑洞，一个不会吞噬物质的黑洞，因此不会发出可探测的辐射。

研究人员说，这是银河系中心第五个这样的候选黑洞，越来越多的证据表明，在银河系中心不仅存在中等质量黑洞，而且它们的数量非常丰富。

中等质量黑洞正是它们听起来的含义。我们知道恒星质量黑洞存在的最大质量是太阳质量的100倍。我们在这个质量范围内探测到的最大黑洞是62个太阳质量，由引力波事件GW150914中的两个黑洞合并而成。

黑洞合并事件

我们也知道超大质量黑洞的存在，就像那些给星系提供引力的黑洞一样。它们的初始质量约为10万个太阳质量，以我们现在的科学方法，但它们的质量几乎难以理解。

位于它们之间的太阳质量在1000到100000之间的被称为中等质量黑洞。它们仍然非常难以捉摸。这就引发了诸如“它们存在吗？”“如果它们不存在，为什么？”“如果他们真的存在，为什么我们找不到他们？”的问题。

因为黑洞本身不会发出任何可探测的辐射，所以科学家们必须在他们的探索中创新。他们不是探索黑洞，而是观测黑洞对附近空间其他物体的影响。

日本国家天文台的天体物理学家竹川俊彦（Shunya Takekawa）及其同事一直在研究银河系中心高速运动的气体云，以帮助回答这些问题。

他们的论文已经被《天体物理学》杂志采纳，可以在预印本网站arXiv上找到。

此前，他们使用气体追踪方法识别了一个中等质量黑洞的候选者，这个候选者的质量在32000个太阳质量左右，这将产生一个事件视界——黑洞周围的球形空间区域，在这里光线都无法逃逸——大小相当于木星的大小。

现在，他们把它应用到一个编号为HCN-0.085-0.094的高速气体云上。它主要由三个较小的云团组成；其中一个云团似乎在围绕一个黑洞旋转，但没有被黑洞吸积。

黑洞吸积盘

研究人员在论文中写道：“这三个云团中有一个环状结构，有非常大速度梯度。”

“这种运动学结构表明，轨道围绕着一个质量为104个太阳质量的点状物体。没有一颗恒星与其对应，这说明这个点状物体很可能是一个静止的黑洞。”

为了方便比较，在这个质量范围内，黑洞的视界将比天王星或海王星稍大。

奇怪的气体和尘埃团并不是找到中等质量黑洞的唯一途径。

在其他候选观测目标中，有一颗恒星以难以置信的速度从银河系中心进入星系际空间。

逃离太阳系的超高速恒星

分析表明，中等质量的黑洞最有可能给这颗恒星提供达到这种速度所需的动力。

还有一次巨大的多波长辐射耀斑，从2003年开始，经过十年逐渐消失。光子的分布表明它是一个中等质量的黑洞，只有几万个太阳质量。

黑洞模拟图像

最新发布的后续观测分析支持这一点，这使其成为迄今为止最好的候选者之一，但它距离地球有7.4亿光年远。银河系的中心要更靠近它们，这意味着如果我们在那里发现任何中等质量的黑洞，它们可能更容易研究。

这可以帮助我们找出这样的问题：它们是如何形成的？超大质量黑洞是如何形成的？官方统计可以帮助我们了解中等质量黑洞有多常见或罕见，以及它们是如何分布在星系中的。

到目前为止，研究结果表明，观察银河系中心的旋转气体是寻找中等质量黑洞候选者的可靠方法。值得注意的是但我们还没有确定其中之一。