【菜科解读】

8月30日报道据美国《科学新闻》双周刊网站8月8日报道，银河系可能一度看起来更像一个扁豆，而不是一个群星璀璨的漩涡。

在其难以估测的漫长生命周期中，银河系等螺旋星系通常被认为会演化为扁豆形的透镜星系，然后变成椭圆状团块。

但天文学家阿利斯特·格雷厄姆在今年7月号的英国《皇家天文学会月刊》上报告说，对周边星系的分析表明，我们地球所在的银河系和其他类似星系曾经是透镜星系。

如果这一分析是正确的，格雷厄姆对星系演化序列的最新假说将改写银河系的历史。

没有参与该研究的英国曼彻斯特大学天文学家克里斯托弗·孔塞利切说，透镜星系一直都是星系形态中遗弃继子般的存在，但这篇论文把它们作为星系演化的一个重要方面加以关注。

透镜星系因其群星光环的整体造型而得名，从边缘看去，它中间隆起，四周逐渐变薄，很像一个扁豆或透镜。

这些星系表现出令人困惑的混合特性，使它们假定位于星系演化序列中间的位置相当不确定。

孔塞利切说：一段时间以来，我们一直知道这几乎肯定是不正确的。

尤其令人不解的是，透镜星系虽然有螺旋状的星系盘，但没有大量气体，这阻碍了它们产生新的恒星。

螺旋星系则确实有可以形成恒星的大量气体，科学家们也不确定透镜星系为什么没有。

在澳大利亚霍索恩区的斯威本科技大学任职的格雷厄姆通过考虑黑洞的情况发现了有关这一银河系演化之谜的新线索。

大多数星系的中心都有一个超大质量黑洞，当星系融合在一起时，这些黑洞也会合并。

这使星系黑洞的质量成为其碰撞历史的一种记录。

如果一个星系通过吞噬周边星系而不是吸入周围的气体而变大，那么其黑洞相对于环绕它的恒星群应该是很大的。

格雷厄姆利用哈勃空间望远镜和斯皮策空间望远镜拍摄的图像，对附近约100个星系的黑洞和恒星质量进行了比较。

对于形状相同的星系，他发现黑洞质量和恒星质量往往以一种可以预见的方式相关——但透镜星系是例外。

在仔细研究这些透镜星系时，他意识到它们实际上是紧密结合在一起的两个不同的星系：一个存在大量星际尘埃，另一个没有星际尘埃。

他在今年5月号《皇家天文学会月刊》上报告的这一区分本可能是一种肤浅的观感差异。

但这些星系的黑洞质量表明并非如此。

星际尘埃稀少和星际尘埃丰富的透镜星系与其黑洞质量和恒星质量之间的关系完全不同，这说明它们的形成历史不同，也解释了透镜星系表面分散的行为。

星际尘埃较多的透镜星系的超大质量黑洞往往比螺旋星系和星际尘埃稀少星系的质量更大。

就黑洞质量和恒星质量而言，星际尘埃稀少的透镜星系通常都很小。

这令格雷厄姆断定，从演化角度而言，螺旋星系实际上处于上述两种类型的透镜星系之间。

他的最新分析显示，星际尘埃稀少的透镜星系在捕捉到小型卫星星系并进行其他小规模合并后会变成螺旋星系，其黑洞质量随之增加，并获取了附近的气体。

格雷厄姆认为，当螺旋星系与其他大型星系发生碰撞时，它们就会变成星际尘埃丰富的透镜星系。

在他的数据集中，每一个星际尘埃丰富的透镜星系都曾被认作螺旋星系合并的残留物。

这些星际尘埃丰富的透镜星系之间的碰撞就足以最终侵蚀其星系盘并摧毁它们的尘埃，从而形成滴状斑点的椭圆星系。

孔塞利切说，黑洞是研究星系演化的一个很好的线索，但最新提出的这一序列假说可能存在争议。

他说，一个问题是，附近太空中的透镜星系通常都是质量非常小的星系，它们需要合并数十倍甚至数百倍——远远超过预计的100亿年扩大3倍的平均值——才能形成一个巨大的螺旋星系。

他还说，宇宙早期的情况可能有所不同。

很久以前，可能曾有更大的透镜星系。

詹姆斯·韦布空间望远镜或许可以解开这个答案，它可以看到极其微弱的红外光，因此科学家能比以往任何时候都看得更远，并回望更久以前的情况。

孔塞利切说：如果能看到宇宙更久远时间以前的样子，就有可能看到这些星系最初形成时或在演化时的状态。

我们可能真的会对这种想法进行测试。

银河系内或存数百个隐形“流浪黑洞”

科学家还发现一旦宿主星系有足够大的质量，那么该天体系统附近的"流浪黑洞"就无法逃脱，而且通过黑洞合并的途径还可能增加中央超大质量黑洞的质量。

此外，科学家还提出了一种方法，即弓形激波法来寻找"流浪黑洞"，这是因为"流浪黑洞"通过诸如银河系气体盘时会产生高速冲击，并释放出射电波，类似于超音速飞机产生的音爆，这种方法可以探测到哪些看不见的"流浪黑洞"。

　　科罗拉多大学天体物理学家杰里米·达林认为该方法比较新颖，"流浪黑洞"在吸积其他天体物质时可释放出辉光，这一点和其他黑洞类似，由于"流浪黑洞"不容易被探测到，因此寻找此类天体就变得有些棘手，在我们银河系演化早期，矮星系中遗留的"流浪黑洞"可分布在银河系边缘附近，它们也是宇宙中较早的一批黑洞，对我们研究宇宙演化有着重要意义。

银河系外徘徊数百个流氓黑洞

事实上日前美国哈佛-史密松森天体物理学研究中心的科学家最新研究显示，在宇宙早期星系正在构造时期就存在着数百个超大质量黑洞，很可能就在银河系周围游荡徘徊。

　　尽管这些流氓黑洞可能会吞噬任何接近它的星体，但幸运的是地球是非常安全的，距离地球最近的流氓黑洞也至少有数千光年之遥。

目前天文学家正在定位这些黑洞的位置，同时这项研究也将提供银河系形成的重要线索。

　　负责这项研究的是哈佛-史密松森天体物理学研究中心的赖安-奥利瑞(Ryan O’Leary)和阿维-罗卜(Avi Loeb)，罗卜说："这些黑洞包含着银河系历史阶段的残骸物质，可以这样说，我们是考古学家，通过分析研究这些黑洞将揭示银河系过去的历史，以及早期宇宙阶段黑洞的形成历史。

"依据这项研究的理论，流氓黑洞起初潜伏在小型、低质量星系的中心，经过数十亿年之后，那些矮星系彼此进行吞并，形成了像银河系这样完全发育的星系。

　　每当两个存在中心黑洞的原星系发生碰撞时，它们的黑洞将合并形成一个，这样的黑洞具有原星系的"残骸"。

在合并过程中，重心引力辐射方向的喷射物将导致黑洞产生反冲后坐力。

这种典型的反弹力将使黑洞超速向外逃溢，其速度足以离开所在的主矮星系，但由于重力作用却不足于完全脱离周边的星系。

最终的结果就是像这样的黑洞徘徊于银河系的外部区域。

　　目前在银河系外部区域存在着数百个流氓黑洞，每个黑洞的质量都相当于可容纳1000-100000个太阳。

这些黑洞很难被探测到，它们一般情况下不可见，除非在吞并和共生过程中。

一种信息透露了流氓黑洞的存在——当黑洞逃溢时矮星系中环绕黑洞的恒星簇出现被拉拽的迹象。

仅有最接近黑洞的恒星被猛拉出来，整个恒星簇变得更加紧凑一些。

　　由于在宇宙中恒星簇的体积非常小，有时也仅有一颗恒星，天文学家必须掌握更多微妙的线索证实其存在和起源。

比如：恒星光谱特征将显示多样性恒星存在着，呈现较宽的光谱线。

恒星簇中的恒星快速移动，它们的路径将受到黑洞重力的影响。

奥利瑞解释说："黑洞周围恒星簇的作用相当于灯塔，警示着它的周围存在着‘危险暗礁’，如果没有这些恒星指明道路，我们则不可能发现这些黑洞。

"　　银河系周围流氓黑洞的数量取决于有多少中心位置包含黑洞的原星系，以及多少原星系合并形成银河系。

对以上数据的发现和研究将对理解银河系的历史提供新的线索。

定位恒星簇作为"路标指示牌"，将是最简单发现黑洞的方法。

罗卜说："迄今为止，天文学家仍无法探测到在银河系周围存在紧凑高密度恒星簇的具体数量，目前我们知道应当期望得到什么样的探测结果，我们将基于现有的太空勘测展开新一类型的天体搜索。

"目前，罗卜和奥利瑞的这项最新研究将发表在近期出版的《皇家天文学会月刊》上。