臺北市立天文科學教育館

位於星系中心的超大質量黑洞是如何形成的？這一直是天文學界的難題。這些超大質量黑洞的質量範圍從數百萬到數十億倍太陽質量不等，似乎不可能是由單顆恆星在超新星爆炸後產生。而也有觀測證據指出，超大質量黑洞其實在宇宙年齡的早期階段就已經出現，這也為它的形成理論帶來了更多謎團。由中研院天文所的林祺紘研究助理、陳科榮助研究員，以及中央大學天文所黃崇源教授所組成的研究團隊，在超大質量黑洞的形成理論取得重大新發現，解釋了超大質量黑洞快速成長的可行機制。本篇研究發表於2023年7月21日出版的天文物理期刊（Astrophysical Journal）中。

圖說：NGC 4676俗稱雙鼠星系，是著名的交互作用星系，正在經歷碰撞和合併的過程。來源：ASIAA

先前的觀測在z~7的高紅移星系中發現了質量為10⁹倍太陽質量的超大質量黑洞，但在10億年左右的宇宙年齡中，是什麼物理機制能夠產生超大質量黑洞，一直是一個大謎團。本研究使用星系合併的模型來解釋星系中心的星洞藉由不斷合併而增長，以巨型分子雲（Giant Molecular Cloud , GMC）理論模擬星系中的分子氣體如何大量又快速地吸積到星系的中心，並產生強烈的星爆現象（starburst）。這項研究揭示了超大質量黑洞快速成長的理論途徑，並預測交互作用星系的演化現象，期待未來韋伯望遠鏡等大型天文台對於遙遠星系的觀測能再驗證此理論預測的現象。（編釋／謝翔宇）

圖說：Arp 148交互作用星系的哈伯望遠鏡觀測照片，與中研院模擬出的交互作用模型，可以看出理論與實觀測有很高的相似度。來源：ASIAA

資料來源：ASIAA

原始論文：The Astrophysical Journal