把握黑洞「進食」時機！清大新發現補上失落拼圖 登NASA官網

中等質量黑洞由於不易觀測，被稱為是黑洞家族「失落拼圖」，不過國立清華大學團隊近日觀測出一個正在吞噬恆星的罕見黑洞候選者，相當罕見，研究成果不僅發表於權威《天文物理期刊》（The Astrophysical Journal），更登上美國太空總署（NASA）官網，獲得國際重視。

黑洞是宇宙中神秘的存在之一，由於本身不發光，科學家只能透過周圍物質的變化來推測它們的存在。常見的線索，就是當黑洞「進食」時發生的溫度與光強度變化，成為辨識它的重要依據。

目前已知的黑洞主要有兩種，小黑洞的質量大約是十幾顆到上百顆太陽，而超大質量黑洞則可達上百萬甚至上億顆太陽。介於兩者之間的「中等質量黑洞」卻幾乎沒有直接證據，因此被喻為黑洞演化拼圖中「失落的一塊」。

領導研究團隊的清大天文所教授江國興表示，這次發現起因於一次異常增亮。NGC 6099 HLX-1光源位在武仙座，距離地球約4.5億光年。它在2009年首度被錢德拉X光望遠鏡觀測到，2012年亮度暴增逾100倍，之後逐年轉弱。他回憶：「這個天體忽然特別亮，讓我開始注意到它。」

論文第一作者、清華天文所研究生張怡琪補充，這種劇烈的亮度訊號通常出現在星系中央，與超大質量黑洞有關。但這顆位於星系外圍的天體卻釋放出罕見的超亮X光訊號，符合理論中對中等質量黑洞的預期，因此特別受到關注。

張怡琪說，中等質量黑洞不像超大質量黑洞那樣持續吞噬物質、長期發出強烈光芒，也不像小黑洞數量多、容易被觀測到。它們平常低調，只有在「進食」時才會短暫發出亮眼的X光訊號，讓天文學家有機會捕捉。

為了確認，清大團隊運用哈伯太空望遠鏡、錢德拉X光望遠鏡，以及歐洲太空總署的XMM-Newton望遠鏡，進行約3年的觀測與分析。

結果顯示，NGC 6099 HLX-1在2012年X光訊號的溫度高達約300萬度，正符合黑洞撕裂恆星時會出現的高溫現象，當時的亮度也達到最高峰。更重要的是，它周圍存在密集的恆星群，就像一座「自助餐廳」，為黑洞提供源源不絕的食物來源。

除了X光數據，團隊也從可見光觀測找到線索，並結合模擬結果分析。在天體周圍觀測到的藍光，顯示可能來自黑洞附近高速旋轉物質的溫度變化；紅光則與周圍密集的星群相關。這些跨波段證據相互印證，排除了單顆恆星或其他天體的可能性，使這個天體成為中等質量黑洞的有力候選者。

這項研究由清華大學領隊，合作夥伴包括義大利國家天文物理研究所、澳洲斯威本科技大學、法國巴黎城市大學、美國哈佛-史密松天文物理中心等機構科學家，並獲國科會支持。

團隊指出，目前這個中等質量黑洞仍是一個「候選者」，需要更多觀測驗證，但這項成果已是探索黑洞的重要里程碑，也顯示黑洞不只出現在星系中心，外圍同樣可能存在，有助於理解黑洞的形成與成長。