科学家可能在仙女座大星系探测到中等质量黑洞

宇宙有许多“恒星质量”黑洞，达数十倍太阳质量（M ），是由大质量恒星坍缩而成。还有更容易观察到的“超大质量”黑洞，达数百万至数十亿倍太阳，坐达到星系中心，形成原因尚未厘清。由于两者质量差距巨大，基本上恒星质量黑洞没有足够时间演化成宇宙早期就有的超大质量黑洞。有种论点认为，形成超大质量黑洞的“种子”介于102~5M ，也就是所谓的“中等质量”黑洞。

尽管可能是超大质量黑洞演化的重要关键，但中等质量黑洞还没有证实。测量黑洞质量最佳方法是观察周围恒星运动，但不适用中等质量黑洞，因重力影响范围比超大质量黑洞小，也不像恒星质量黑洞有伴星行为可参考。中等质量黑洞的真实性是科学家近年不断努力的方向。

最近有研究团队利用哈勃太空望远镜与双子星天文台光谱仪，研究仙女座大星系（M31）质量最大星团B023-G078，借恒星运动分析星团中心致密大质量天体是否为中等质量黑洞。团队使用Jeans anisotropic modeling法，计算星团内数个恒星的速度，取决于中心物体的质量与大小。找到的最佳拟合模型质量为9 104M ，就是中等质量黑洞的范围。

但研究团队也不能排除中心质量由多恒星质量黑洞产生，而使用更高分辨率的光谱仪能验证。B023-G078星团恒星的金属丰度分布广泛，团队认为它可能是与仙女座整合的小星系残余，形成被剥离的核星团（nuclear star cluster）。结合恒星丰度的观测与恒星速度拟合的中心质量，研究团队倾向认为星团确实有个中等质量黑洞。

星团恒星平均速度（root-mean-square）与到中心的径向距离。红点表示双子星天文台的观测数据，黑线显示大质量黑洞的最佳拟合模型，蓝线显示中心无黑洞的模型。 （Source：AAS Nova）