科学家如何测量黑洞质量？

最新的技术依赖于黑洞附近环绕的冷却气体云的动态性。通过比较黑洞存在或不存在时气体运动的模型，研究人员能够推测出黑洞的质量下限，也即要产生这些天文学家观测到的气体运动，黑洞的质量最少是多少。分子气体观测能够克服观测恒星或电离气体时所要面临的分辨率极限问题，这将帮助研究人员更好的测量遥远黑洞的质量。

位于智利阿塔卡马沙漠的ALM三合贵人手链A望远镜正在建造中。利用这款最新望远镜，它将帮助科学家测量上百个星系内部的黑洞质量。

科学家将这个最新模型应用于星系NGC4526中央超大质量黑洞周围的气体，该星系位于5300万光年远的处女座。他们使用了位于美国加州的毫米波天文组合阵(CARMA)望远镜。“我们利用CARMA阵列观测NGC4526，获得了0.25角分的分辨率，”戴维斯说道。“这相当于能够观测到10千米远的一枚欧元硬币!利用这些超高分辨率图片我们能够放大NGC4526的中央区域，观测环绕黑洞的旋转气体。”

科学家估计NGC4526中央黑洞的质量大约是太阳质量的4.5亿倍。“这是首次利用分子气体观测测量黑洞质量。”

这种最新方法利用了下一代科研仪器，例如阿塔卡马大型毫米/亚毫米波射电望远镜阵(ALMA),它只需要对星系进行不到5个小时的观测，就能帮助科学家确定上百个星系的中央黑洞的质量。“利用位于加州的CARMA望远镜，我们对一个天体的观测时间至少需要100个小时。”戴维斯说道。“而利用最新的位于智利的ALMA望远镜，同样的测量只需要10分的观测!”

“接下来，我们将利用ALMA望远镜观测一个旋转星系样本，并确定该样本星系内部黑洞的质量。我们还将观测至少10个天体，它将帮助我们确定这些黑洞是否遵循早期星系的星系—黑洞质量关系。”科学家将这篇研究发表在自然期刊上。