数百万个隐藏的黑洞潜伏在宇宙最小的星系中
科学家们最近完成了有史以来最全面的活动星系核普查，涵盖了8000个邻近星系。虽然大多数先前研究显示活跃黑洞约存在于1%的矮星系中，但新的人口普查显示这一比例实际上介于2%到5%之间，尽管仍远远落后于银河系大小的星系，后者中活跃黑洞占16%至27%。天文学家尚不确定导致这种急剧上升的原因，但指出，包括基于质量的选择在内的新型测量方法正在促进我们对各种大小星系及其内部现象的理解。这位艺术家的构思捕捉到了星系大小及其内黑洞频率的快照。矮星系用小型蓝色蓬松星系表示，银河系大小的星系用紫色表示，大型星系用红色表示。图片来源：uux.cn/CfA/梅丽莎·韦斯
（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻：在宇宙广袤寂静的星系中，星系如发光的岛屿漂浮，每个核心都藏着秘密。几十年来，天文学家一直在凝视这些天体中心，寻找活跃的星系核（AGN）——超大质量黑洞贪婪吞噬气体和尘埃的耀眼特征。虽然我们早已知道巨星系常承载这些宇宙引擎，但宇宙中较小、较为平凡的邻近区域依然笼罩在神秘之中。如今，一项开创性的人口普查揭开了真相，揭示了小星系的心脏比我们想象的更加不安。
最小岛屿的隐藏引擎
很长一段时间里，我们宇宙中最小的居民，被称为矮星系，被认为是相对安静的地方。此前的调查显示，这些小型恒星系统很少有活跃的黑洞，估计只有大约每1000颗矮星中有10颗显示出活动迹象。然而，来自天体物理中心的一组科学家 |哈佛、史密森学会以及北卡罗来纳大学教堂山分校怀疑真相只是被淹没了。
挑战在于这些小星系的极大活力。矮星系常常是强烈恒星形成的场所，这一过程明亮且混乱，产生了一种“眩光”，能够掩盖黑洞进食的微妙信号。为了找出隐藏的真相，研究人员重新评估了8000多个附近的星系，细致地筛选了光学、红外和X射线数据。通过利用最新的数据分析创新，他们能够穿透新生恒星刺眼的光线，看到下面微弱的光芒。
他们发现的是一群此前未被发现的黑洞。在美国天文学会第247次会议上公布的新普查显示，AGN在矮星系中的数量实际上是过去认为的两到五倍。数据表明，每1000个矮星系中存在20到50个活跃黑洞，而非每千个仅10个。这一发现证明了即使是最小的宇宙岛屿也能孕育强大且不断壮大的巨人。
宇宙中突如其来的涌动
当研究人员将目光从最小的星系转向中等大小的星系时，他们遇到了一个惊人的转变。在宇宙层级结构中，有一个特定点，黑洞的行为会发生剧烈变化。在那些质量与我们银河系相近的星系中，活跃黑洞的频率不仅增加——而且是跳跃式增长。
这种“强烈的活动跳跃”发生在科学家所称的过渡星系中。虽然矮星仅在其人口中表现出极小比例的活动，但中等大小星系的AGN频率为16%至27%。随着星系的增大，这一比例进一步上升，20%到48%的大星系显示出活跃的中心黑洞迹象。
这个尖锐的突发告诉我们，当星系达到某个大小时，某种根本性的东西正在发生变化。它起到了宇宙面包屑的作用，暗示星系本身的物理性质正在发生变化，或者我们现有的探测方法仍未能在较小系统中捕捉到完整的图像。主笔穆达·波利梅拉指出，这一跳跃是一个不可忽视的线索，标志着一个边界，从小的宁静让位于大事物的高能量活动。
追溯银河巨人的祖先
要理解这种活动的飞跃为何重要，我们必须回顾自己家园的历史。天文学家认为银河系并非作为一个单一的巨大实体诞生。相反，它是一幅宇宙马赛克，经过数十亿年，许多较小的星系合并而成。如果银河演化理论正确，那么今天矮星系中发现的大质量黑洞就是我们银河系中心超大质量黑洞的直接祖先。
通过研究附近矮星中黑洞的频率和行为，科学家们实际上是在观察宇宙的基本组成部分。如果矮星系拥有比我们想象的更多的活跃黑洞，这将改变我们对这些巨星如何生长以及它们在星系合并过程中最终如何汇聚的理解。这次普查为测试黑洞起源模型提供了重要基准，帮助研究人员绘制出从矮星系中一颗微小种子到螺旋巨行星引力强国的漫长而激烈的旅程。
为什么这份宇宙账本重要
这项研究代表了迄今为止最全面的活跃星系核普查，同时也是一份活生生的文献。由于恒星形成产生的光能极其有效地隐藏吸积黑洞，研究人员承认目前的黑洞比例仍是近似值。随着观测更全面和技术进步，普查可能持续演变，揭示更多隐藏的引擎。
团队目前正与更广泛的科学界分享他们的处理后测量结果，邀请其他研究人员复制并扩展他们的研究成果。这种协作精神至关重要，因为理解黑洞不仅仅是对遥远天体进行分类;它关乎理解宇宙本身的生命周期。
这项研究重要在于它阐明了黑洞在塑造星系中的作用。通过精确确定这些活跃中心在不同质量块中的常见性，科学家们可以更好地理解星系与其中心居民之间的关系。这些发现为黑洞活动概率提供了迄今为止最清晰的图景，提供了一个新的视角，观察我们称之为家的星辰岛屿的生长、演化及最终命运。
