天文学家可以利用恒星的运动来确定黑洞的位置（插图）。 图片来源：Victor de Schwanberg/科学图片库
通过仔细阅读哈勃太空望远镜档案中二十年来的照片，天体物理学家发现了附近黑洞的证据，其质量至少是太阳的8,200倍。
如果进一步的研究能够证实今天在 【自然】 杂志上描述的发现，该物体将成为我们银河系中发现的第二大黑洞 1 .它也可能是迄今为止中等质量黑洞的最强候选者 - 一个神秘的无人区中的物体，介于被认为位于大多数星系中心的「超大质量」黑洞和更小的黑洞之间，重量与一颗大恒星一样重。
快速移动的星星
德国海德堡马克斯·普朗克天文学研究所的天体物理学家马克西米利安·哈伯勒（Maximilian Häberle）和他的合作者检查了500多张半人马座Ή的图像，这是一个由1000万颗恒星组成的密集星团，距离太阳系约18,000光年（5.43千秒差距）。多年来，这些图像主要是为了帮助校准哈勃的仪器而拍摄的。
该团队将这些图像拼凑在一起，以重建星团中超过150,000颗恒星的运动。Häberle说，大多数恒星都像理论模型预测的那样移动。「但后来，有些人的移动速度更快。七颗恒星都靠近半人马座ω的中心，它们移动得太快，无法仅靠星团的引力来维持。
这表明恒星是由大质量物体（如黑洞）的引力加速的。从恒星的速度来看，这个物体至少需要8,200个太阳质量，但它的重量可能高达50,000个太阳。「我们以前不知道我们是否能找到它，」Häberle说。「这有点风险，我们可能什么也没发现。
哈勃太空望远镜拍摄的图像表明，一个中等大小的黑洞可能潜伏在半人马座Ή星团中。 图片来源：ESA/Hubble & NASA， M. Häberle （MPIA）
「这是一个艰难的实验」，黑洞存在的证据「远非决定性」，英国剑桥大学的天体物理学家格里·吉尔摩（Gerry Gilmore）说。特别是，数据显示还没有证据表明轨迹是弯曲的，这是恒星围绕一个大质量物体运行的预期。以人马座A*为例，这是银河系中心质量为430万太阳质量的黑洞， 多年的观测 发现了这种弯曲轨道的无可辩驳的证据——两位首席研究人员因此获得了2020年的 诺贝尔奖 。盖亚太空望远镜还发现了一些休眠的恒星大小的黑洞，这些黑洞来自一颗伴星的运动 2 .
在过去的半个世纪里，大多数黑洞都是通过探测X射线或无线电波等辐射发现的 3 由螺旋进入孔中的过热气体产生。人马座A*存在的第一个迹象确实是一个无线电源——尽管不是一个非常明亮的无线电源。但是在ω半人马座中没有发现这样的排放。
神秘的中量级选手
半人马座ω候选天体的质量将使其正好处于中等质量的黑洞范围内，通常被认为跨越大约100到100,000个太阳质量。到目前为止，在这个范围内黑洞的唯一可靠证据来自探测两个合并黑洞产生的引力波。 在2019年看到的一次这样的事件 被认为产生了一个大约150个太阳质量的物体。
寻找中型黑洞的说法由来已久，但后来被推翻了。长期以来，天体物理学家一直怀疑一些「超亮」X射线源可能是这个大小范围内的黑洞。但这些候选者中的大多数现在已经被证明是中子星，它们因来自伴星的过热物质而发出异常明亮的光芒。「这些很可能与'正常'的年轻双星系统有关，」马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森尼天体物理中心的天体物理学家朱塞佩娜·法比亚诺（Giuseppina Fabbiano）说。
大问题仍然存在，包括一些黑洞是如何变成超大质量的，以及它们是否是多次合并的结果，从恒星质量的黑洞开始，经过中间质量，如半人马座ω候选者。
Häberle说，该团队现在正计划使用詹姆斯·韦伯太空望远镜进行后续光谱观测。虽然哈勃数据只显示了恒星如何在视场上移动，但恒星的光谱将揭示它们如何沿着视线移动，使天文学家能够在3D中完全重建它们的速度。
