黑洞，以吞噬為生。目前，幾乎人們觀測(cè)到的每個(gè)星系中心都有黑洞。這看上去，星系就像中心黑洞的一個(gè)龐大的儲(chǔ)備糧倉(cāng)。

日前，歐洲空間局表示，天文學(xué)家利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到一個(gè)奇特的小型星系。該星系“個(gè)頭”很小，但誕生恒星的速度很快，中心可能存在一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。

超大質(zhì)量黑洞以氣體為食

據(jù)介紹，新發(fā)現(xiàn)的星系編號(hào)為ESO 495-21，位于大約3000萬(wàn)光年之外的羅盤(pán)座中，它屬于矮星暴星系，由于大量恒星的形成而“光芒四射”。星暴星系“造星”速度極快，可達(dá)銀河系的1000倍。

這個(gè)“生育能力”超強(qiáng)的星系與銀河系相比，卻是個(gè)“小不點(diǎn)”。它的直徑僅約3000光年，而銀河系直徑約為10萬(wàn)光年。

更值得一提的是，天文學(xué)家估算該星系中心的超級(jí)質(zhì)量黑洞約為太陽(yáng)質(zhì)量的100萬(wàn)倍。要知道，足足有300多個(gè)該星系大小的銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞才為太陽(yáng)質(zhì)量的400多萬(wàn)倍。

“通常，星系越大，其中心地帶的黑洞質(zhì)量也越大。”中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員陳學(xué)雷在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，這種小星系、大黑洞的現(xiàn)象極為少見(jiàn)。

歐洲空間局的天文學(xué)家也對(duì)這種“套餐搭配”感覺(jué)不同尋常。那么，問(wèn)題來(lái)了。該星系中心黑洞是如何形成的？小星系能否支撐超大質(zhì)量黑洞“生存”或“長(zhǎng)大”？這個(gè)黑洞平時(shí)“吃”什么？

事實(shí)上，目前天文學(xué)界對(duì)星系中心超大質(zhì)量黑洞的來(lái)源一直存有爭(zhēng)論。有學(xué)者認(rèn)為黑洞形成在先，后吸積大量氣體，這些氣體逐漸形成恒星，構(gòu)成星系；也有學(xué)者認(rèn)為星系形成在先，其中心地帶的恒星發(fā)生碰撞或合并，產(chǎn)生黑洞。總之，“公說(shuō)公有理，婆說(shuō)婆有理”，相信后續(xù)還會(huì)有學(xué)者對(duì)這次新發(fā)現(xiàn)的星系中心黑洞起源做進(jìn)一步研究。

在“成長(zhǎng)”方面，陳學(xué)雷指出，雖然該星系很小，但與黑洞比起來(lái)，依然是個(gè)“龐然大物”。例如，銀河系總質(zhì)量約為上千億倍太陽(yáng)質(zhì)量，中心黑洞僅有百萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量。因此，小星系也有足夠的能力“喂養(yǎng)”黑洞，不用擔(dān)心被“吃垮”。一般來(lái)講，超大質(zhì)量黑洞會(huì)吞噬氣體或恒星，慢慢“長(zhǎng)大”。該星系的中心黑洞應(yīng)該也不例外。

為理解星系形成提供新思路

有“喂養(yǎng)”的能力不代表會(huì)“心甘情愿”去“喂養(yǎng)”。以往的經(jīng)驗(yàn)也讓天文學(xué)家生疑：小星系和大黑洞為何會(huì)相安無(wú)事？這或?qū)⒊蔀椴糠謱W(xué)者下一步要聚焦的問(wèn)題。

20世紀(jì)90年代末，人們發(fā)現(xiàn)星系與中心黑洞在質(zhì)量上不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，只能說(shuō)二者相關(guān)性很強(qiáng)，應(yīng)該有某種機(jī)制，能將二者建立起聯(lián)系。這就像存在一個(gè)函數(shù)，給出自變量，便能得到函數(shù)值。

然而截至目前，學(xué)界依然還沒(méi)有找到這個(gè)“函數(shù)”。“星系與星系中心黑洞大小的關(guān)系尚不十分明確。一般認(rèn)為，黑洞的形成過(guò)程與星系演化過(guò)程是相互影響的，如黑洞產(chǎn)生反饋效應(yīng)，抑制恒星的形成，導(dǎo)致黑洞與星系之間保持緊密的關(guān)系。”陳學(xué)雷說(shuō)。

氣體是恒星誕生必不可少的原料。黑洞在吸積周?chē)�物質(zhì)時(shí)，會(huì)“吐出”部分能量，發(fā)光發(fā)熱。當(dāng)這些光和熱作用在星系中心周?chē)�的氣體上時(shí)，便給予了它們逃逸的能量，形成反饋效應(yīng)，從而影響恒星誕生，進(jìn)一步影響星系的質(zhì)量和大小。

“學(xué)界之所以普遍認(rèn)為大星系中心存在大黑洞，小星系中心存在小黑洞，是因?yàn)橛幸酝�大量的觀測(cè)作為支撐，且這種觀點(diǎn)看起來(lái)也比較合理、易接受。”在陳學(xué)雷看來(lái)，這就像高個(gè)子的人往往有一雙大腳一樣，但具體多高的人會(huì)有多大的腳，沒(méi)有人能說(shuō)清楚。

該星系很可能會(huì)打破上述傳統(tǒng)的觀點(diǎn)。陳學(xué)雷將它視為一個(gè)新的“實(shí)驗(yàn)室”，去驗(yàn)證多樣的星系-黑洞質(zhì)量關(guān)聯(lián)模型，也有助于啟發(fā)新的、更接近真相的假說(shuō)或理論。歐洲空間局的天文學(xué)家認(rèn)為，這或?qū)��?huì)為人類(lèi)理解星系形成和演化提供新思路。