天文學家可以利用恒星的運動來確定黑洞的位置（插圖）。 圖片來源：Victor de Schwanberg/科學圖片庫
透過仔細閱讀哈伯太空望遠鏡檔案中二十年來的照片，天體物理學家發現了附近黑洞的證據，其質素至少是太陽的8,200倍。
如果進一步的研究能夠證實今天在 【自然】 雜誌上描述的發現，該物體將成為我們銀河系中發現的第二大黑洞 1 .它也可能是迄今為止中等質素黑洞的最強候選者 - 一個神秘的無人區中的物體，介於被認為位於大多數星系中心的「超大質素」黑洞和更小的黑洞之間，重量與一顆大恒星一樣重。
快速移動的星星
德國海德堡馬克斯·普朗克天文學研究所的天體物理學家馬克西米利安·哈伯勒（Maximilian Häberle）和他的合作者檢查了500多張半人馬座Ή的影像，這是一個由1000萬顆恒星組成的密集星團，距離太陽系約18,000光年（5.43千秒差距）。多年來，這些影像主要是為了幫助校準哈伯的儀器而拍攝的。
該團隊將這些影像拼湊在一起，以重建星團中超過150,000顆恒星的運動。Häberle說，大多數恒星都像理論模型預測的那樣移動。「但後來，有些人的移動速度更快。七顆恒星都靠近半人馬座ω的中心，它們移動得太快，無法僅靠星團的重力來維持。
這表明恒星是由大質素物體（如黑洞）的重力加速的。從恒星的速度來看，這個物體至少需要8,200個太陽質素，但它的重量可能高達50,000個太陽。「我們以前不知道我們是否能找到它，」Häberle說。「這有點風險，我們可能什麽也沒發現。
哈伯太空望遠鏡拍攝的影像表明，一個中等大小的黑洞可能潛伏在半人馬座Ή星團中。 圖片來源：ESA/Hubble & NASA， M. Häberle （MPIA）
「這是一個艱難的實驗」，黑洞存在的證據「遠非決定性」，英國劍橋大學的天體物理學家格裏·吉爾摩（Gerry Gilmore）說。特別是，數據顯示還沒有證據表明軌跡是彎曲的，這是恒星圍繞一個大質素物體執行的預期。以人馬座A*為例，這是銀河系中心質素為430萬太陽質素的黑洞， 多年的觀測 發現了這種彎曲軌域的無可辯駁的證據——兩位首席研究人員因此獲得了2020年的 諾貝爾獎 。蓋亞太空望遠鏡還發現了一些休眠的恒星大小的黑洞，這些黑洞來自一顆伴星的運動 2 .
在過去的半個世紀裏，大多數黑洞都是透過探測X射線或無線電波等輻射發現的 3 由螺旋進入孔中的過熱氣體產生。人馬座A*存在的第一個跡象確實是一個無線電源——盡管不是一個非常明亮的無線電源。但是在ω半人馬座中沒有發現這樣的排放。
神秘的中量級選手
半人馬座ω候選天體的質素將使其正好處於中等質素的黑洞範圍內，通常被認為跨越大約100到100,000個太陽質素。到目前為止，在這個範圍內黑洞的唯一可靠證據來自探測兩個合並黑洞產生的重力波。 在2019年看到的一次這樣的事件 被認為產生了一個大約150個太陽質素的物體。
尋找中型黑洞的說法由來已久，但後來被推翻了。長期以來，天體物理學家一直懷疑一些「超亮」X射線源可能是這個大小範圍內的黑洞。但這些候選者中的大多數現在已經被證明是中子星，它們因來自伴星的過熱物質而發出異常明亮的光芒。「這些很可能與'正常'的年輕雙星系統有關，」麻省劍橋市哈佛-史密森尼天體物理中心的天體物理學家朱塞佩娜·法比亞諾（Giuseppina Fabbiano）說。
大問題仍然存在，包括一些黑洞是如何變成超大質素的，以及它們是否是多次合並的結果，從恒星質素的黑洞開始，經過中間質素，如半人馬座ω候選者。
Häberle說，該團隊現在正計劃使用占士·韋伯太空望遠鏡進行後續光譜觀測。雖然哈伯數據只顯示了恒星如何在視場上移動，但恒星的光譜將揭示它們如何沿著視線移動，使天文學家能夠在3D中完全重建它們的速度。
