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宇宙有一个失踪人员问题,而嫌疑人从一百个太阳到十万个太阳的质量不等。在这一端的天

宇宙有一个失踪人员问题,而嫌疑人从一百个太阳到十万个太阳的质量不等。

在这一端的天平上,坐落着我们熟悉的恒星质量黑洞:那些燃烧得炽热却早早夭折的巨星的紧凑尸体。大多数的质量在五倍到几十倍太阳质量之间。少数几个逼近一百倍太阳质量。它们很常见,相对来说被很好地理解了,而且每次引力波探测器倾听天空时,我们都会发现更多。

在另一端,潜伏着怪物。几乎每个像样大小的星系都在其核心处隐藏着一个超大质量黑洞,其质量是太阳的数百万或数十亿倍。我们银河系中的人马座A*只是一个适中的400万倍太阳质量。有些遥远的类星体重达数百亿倍。这些庞然大物像蜘蛛盘踞在蛛网中央一样坐落在星系中心,通过吞噬气体、恒星和偶尔的合并而不断肥大。

在这两个群体之间,横亘着一片荒漠。质量在100到100,000倍太阳质量范围内的物体——中等质量黑洞,或称IMBH——本应存在。理论认为,它们是梯子上的缺失梯级,是成长为我们今天看到的巨人的种子。然而,几十年来,它们一直令人沮丧地稀少。天文学家有一些候选者、线索和几个有力的嫌疑人,但确认的例子仍然稀有到几乎感觉像是神话。

这种稀少开始看起来不像是不存在,而更像是一个探测问题。2026年,研究人员从DESI巡天数据中提取了近一百个活跃进食的中等质量黑洞样本,这些数据追溯到宇宙当前年龄的一半。有些中型黑洞以极端速率吞噬气体,远远超过通常的极限。其他则远离星系中心游荡,只有当它们撕裂一颗恒星并短暂点亮时才被揭示。最近发现的一个例子位于其星系核心外30,000光年处,大约是我们人马座A*的质量,却没有明显的星系环绕其周围。

浮现出的图景比旧有的整洁分类更混乱,也更有趣。有些IMBH可能在密集的星团碰撞时形成,其黑洞一次又一次合并。其他可能是大爆炸后混乱的最初十亿年中留下的种子,当时气体云直接坍缩成重型黑洞,而不是先形成恒星。还有几个甚至可能是被更大邻居吞噬的矮星系的剥离核心。

这个间隙并非空无一物。它只是光线不足。每发现一个游荡的黑洞,每一个由JWST在婴儿宇宙中找到的超大质量种子,以及每一个从中大型光谱巡天中提取的中型物体,都会增添一个数据点。缺失的中间部分正在一点点填补,一次次艰难赢得的探测。等到我们拥有足够多的这样的物体时,我们或许终于能了解宇宙是如何从普通恒星的尸体演变为统治星系的引力怪物的。承包笑点碎碎念