最近有研究發現，大多數比較小的星系中心可能沒有超大質量黑洞。這與幾乎每個星系的核心都存在超大質量黑洞的普遍觀點截然不同，顛覆了天文學家既有的認知。

據美國太空總署（NASA）網站12月11日報道，在這項研究中，天文學家使用了該局的錢德拉X射線天文台（Chandra X-ray Observatory）在20多年來收集的1,600多個星系的資料。

研究人員觀察了從質量為銀河系10倍以上的星系到矮星系等各種星系。其中，矮星系中的恆星質量不到銀河系的幾個百分點。

這項發表在《天文物理期刊》（The Astrophysical Journal）上的研究顯示，只有大約30%的矮星系可能含有超大質量黑洞。

主導這項研究的密歇根大學（University of Michigan）的博士後研究員鄒凡（Fan Zou，音譯）說：「取得這些比較小的星系中的黑洞數量是很重要的。這不僅僅是簡單的記錄。」

他說：「我們的研究提供了超大質量黑洞如何誕生的線索。它也為我們提供了關鍵線索，幫助我們了解如何利用新型或未來的望遠鏡在矮星系中探測黑洞發出訊號的頻率。」

當物質落入黑洞時，它們會因為摩擦生熱而產生X射線。該研究中發現，許多大質量星系的中心都存在著明亮的X射線源，這是這些星系中心存在超大質量黑洞的明顯特徵。

研究人員得出結論，超過90%的大質量星系，包括質量與銀河系相當的星系，都含有超大質量黑洞。但比較小的星系通常沒有這些明確的黑洞訊號。質量小於30億個太陽的星系——大約相當於銀河系近鄰大麥哲倫星系（Large Magellanic Cloud）的質量——通常中心沒有明亮的X射線源。

研究人員提出了兩種可能的解釋，來說明為何這些星系缺乏X射線源。第一種解釋是，在比較小的星系中，含有超大質量黑洞的比例低很多。第二種解釋是，物質落入這些黑洞時產生的X射線非常微弱，以至於錢德拉X射線天文台無法偵測到。

為了得出結論，研究人員考慮了這兩種可能性。落入黑洞的氣體量決定了它們在X射線波段的亮度。由於比較小的黑洞吸入的氣體預計會少於比較大的黑洞，因此它們的X射線波段應該比較暗，通常難以探測。研究人員證實了這項預期。

然而，他們發現，除了氣體向內坍縮減少而導致的預期下降之外，質量較小的星系中的X射線源也有額外的不足。如果許多低質量星系的中心根本沒有黑洞，那麼這種額外的短少就可以得到解釋。

研究人員總結說，在低質量星系中探測到的X射線的下降反映了這些星系中黑洞數量的真實減少。

這項研究結果可能對理解超大質量黑洞的形成具有重要意義。目前對於超大質量黑洞是如何形成的，主要有兩種觀點——第一種觀點主張說，巨大的氣體雲直接坍縮成黑洞，其初始質量就等於太陽的數千倍。

另一種觀點則認為，超大質量黑洞是由質量小得多的黑洞演變而來，這些黑洞是由大質量恆星坍縮而形成的。

這項研究支持了第一種觀點，也就是超大質量黑洞在誕生之初的質量就等於太陽數千倍。如果另一種觀點是正確的，他們預期較小的星系與較大的星系擁有相同比例的黑洞。#

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