研究发现黑洞正通过吞噬数以千计的恒星以增加自身重量

虽然天文学家之前已经发现了许多黑洞撕裂恒星的例子，但很少发现如此大规模的。这种类型的恒星破坏可能会解释中等大小的黑洞是如何由一个小得多的黑洞的快速膨胀形成。

天文学家已经对两种类型的黑洞进行了广泛的研究。较小的黑洞被称为“恒星质量黑洞”，其重量通常为太阳质量的5至30倍。在光谱的另一端则是超大质量黑洞，它们可以重达数百万甚至数十亿太阳质量，可以在大多数大星系的中心找到。近年来，还有证据表明存在一种介于两者之间的黑洞，它被称为“中等质量”黑洞。

最近的研究使用了108个星系中心的密集星团的钱德拉数据，这为中型黑洞可能出现和扩张的地点和方式提供了证据。

领导这项研究的华盛顿州立大学普尔曼分校的Vivienne Baldassare指出：“当恒星像它们在这些极其密集的星团中那样靠得如此之近时，这为中等质量的黑洞提供了一个可行的滋生地。而且似乎星团越密集就越有可能包含一个成长中的黑洞。”

研究小组的理论工作意味着，如果一个星团中的恒星密度--挤在一定体积内的数量--超过了一个阈值，那么位于星团中心的一个恒星质量的黑洞将经历快速增长，它会把附近丰富的恒星拉进来、撕碎并吞噬。

在钱德拉新研究中的星团中，密度高于这个阈值的星团包含一个成长中的黑洞的可能性约是低于密度阈值的星团的两倍。另外，密度阈值还取决于星团中恒星的运动速度。

“这是我们所看到的黑洞贪得无厌的最壮观的例子之一，因为在黑洞的生长过程中可以消耗数千或数万颗恒星，”来自耶路撒冷希伯来大学的共同作者Nicholas C. Stone说道，“一旦恒星的供应开始枯竭，失控的增长才开始放缓。”

科学家们认为星系中心的大质量黑洞可能形成的其他方式包括巨大的气体和尘埃云的坍缩，或是过大的恒星直接坍缩到一个中等大小的黑洞。这两种想法都需要科学家认为只存在于大爆炸后的最初几亿年的条件。

钱德拉最新研究提出的过程可以发生在宇宙历史的任何时候，这意味着中等质量的黑洞可以在大爆炸后的几十亿年里形成并一直直到今天。

密集星团中黑洞的增长也可能解释了激光干涉仪引力波天文台(LIGO)对一些质量约为太阳50至100倍的黑洞的探测。据悉，大多数大质量恒星坍缩的模型都没有预测到这种黑洞。

“我们的工作并不能证明失控的黑洞生长发生在星团中。但通过额外的X射线观测和额外的理论建模，我们可以做出更有力的证明，”来自加利福尼亚州帕洛阿尔托的斯坦福大学的合著者Adi Foord说道。