北京时间6月12日消息，据美国太空网报道，就如同一次宇宙的拥抱，许多星系的螺旋手臂会展开“双臂”做出拥抱姿势。日前，美国天文学家表示，现已发现这种星系螺旋手臂拥抱现象的关键性特征——星系中心拥有更高质量级的黑洞，其螺旋手臂将拥抱得更紧一些。

 

这项研究为天文学家提供了一种方法衡量超大质量黑洞，通常超大质量黑洞的质量是太阳的数百万至数十亿倍，位于星系的中心位置。美国阿肯色州立大学天体物理学家马克·西加尔说，“这的确是测定星系中心位置超大质量黑洞的质量的一个很简易方法，即便星系距离我们十分遥远。这为我们提供了一种方法用于测量较远距离黑洞的质量大小，这一距离可达到80亿光年之遥。”目前，他将这项研究报告在美国天文学协会(AAS)会议上进行了汇报讲解。

 

 

黑洞是恒星进化的终点，其至少包含了10-15倍的太阳质量。一旦“肥胖”的恒星燃烧，便没有了外在的作用力抵抗重力，从而导致该恒星自身崩溃瓦解。恒星的残骸最终瓦解至零点体积和无穷密度(也叫做奇点：时空中的一点，该点重力使物质的密度无穷大、体积无穷小，空间和时间被极度的扭曲)，这种状态下什么也没有，甚至也没有光线。

 

天文学家并不能以宇宙质量等级来衡量黑洞大小，他们无法看到黑洞的存在，他们只能通过观测受巨大重力影响附近恒星的轨道速度，进而间接地探测黑洞的质量大小。但是这一方法的实现受限于当前使用的空间望远镜技术。

 

西加尔说，“即便使用哈勃空间望远镜观测星系中心位置的恒星，你也仅能发现邻近大约40个星系。它们距离我们可能仅0.2亿光年。”

 

 

这项研究结果来自于对27个螺旋星系的分析，其中包括了银河系和距离我们最近的仙女座星系。三角座星系中心位置拥有最小质量的黑洞，其质量不超过太阳质量的1500倍，显示其螺旋手臂十分松弛，螺旋手臂和中心膨胀部分的角度是43度；最紧密的螺旋手臂暗示着该星系中有非常大质量的黑洞，比如：仙女座星系，其中心位置黑洞质量相当于太阳质量的1.8亿倍，它的螺旋手臂和中心膨胀部分的角度仅为7度。

 

西加尔和他的同事们并不确定紧密螺旋手臂星系暗示存在超大质量黑洞和松弛螺旋手臂星系暗示存在低质量黑洞的具体形成原因，但是他们认为暗物质作为一种神秘物质，对于宇宙大爆炸之后第一个星系的形成至关重要，很可能暗物质对螺旋手臂与星系中心黑洞之间的关系具有驱动作用。

 

西格尔告诉太空网说，“虽然我们的研究具有一定的推测投机性，但我们相信暗物质越密集，就会有更大的黑洞存在。同时，暗物质越密集，星系的螺旋手臂就越紧密，因此我们认为暗物质是形成黑洞与螺旋手臂之间微妙关系的主要因素。”

 

据悉，弥漫在浩瀚宇宙的物质中，暗物质占85-90%，可见光物质(正常物质、重物质)占10-15%；宇宙的总质量中，74%是暗能量，22%是暗物质，大约4%是正常物质。

 

西格尔说，“暗物质的存在具有很重要的意义，越多的暗物质存在，就会形成更大的黑洞。”下一步他的研究将定位暗物质是否是形成黑洞的驱动力。