太空中的引力陷阱、黑洞有不同的大小。 或者更準確地說，是不同的質量，因為它們都是無限小的。 1971 年，第一個黑洞被發現，其重量是太陽質量的 21 倍。 它是由恆星爆炸和坍縮形成的。 在 20 世紀 60 年代至 1970 年代，人們發現了完全不同類別的黑洞的例子。 它們的重量是太陽質量的數百萬到數十億倍。 像所有超大質量黑洞一樣，這些怪物居住在主要星系的中心。
因此，黑洞可以是超級大的，也可以是超級小的。 缺失的一環是一個中等質量的黑洞，其重量大約是太陽質量的 100 到 1,000 倍。 在其他星系中也發現了一些。 也許它們正在成長為超大質量黑洞。
球狀星團的核心是中等質量黑洞的狩獵場。 它們比星系小，因此應該有相應更小的黑洞。 超過 150 顆由數十萬顆恆星組成的雪球狀星團圍繞我們的銀河系運行，就像圍繞地球旋轉的人造衛星一樣。 在這些星團中尋找中等質量的背洞一直難以實現。 當然，我們無法直接觀測到疑似中央黑洞。 天文學家通過觀察黑洞周圍的恆星（就像蜂巢周圍的蜜蜂）來收集間接證據。 根據它們的速度，可以使用簡單的牛頓物理定律計算不可見的中心質量。
追踪恆星是一項細緻的工作，為哈勃太空望遠鏡的高分辨率和長壽命而設計。 天文學家通過哈勃望遠鏡十多年來對附近球狀星團 Messier 4 的觀測，計算出存在一個非常緻密的中心天體，質量約為 800 個太陽。 它是如此緊湊，觀測結果往往會排除關於星團中心發生的事情的其他理論。
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天文學家使用美國宇航局哈勃太空望遠鏡得出了他們所說的迄今為止最好的證據，證明一類罕見的“中等大小”黑洞的存在，這種黑洞可能潛伏在距離地球最近的球狀星團的中心。 ，位於6000光年之外。
就像太空結構中強烈的引力坑一樣，幾乎所有黑洞似乎都有兩種尺寸：小和巨大。 據估計，我們的星系中散佈著一億個由恆星爆炸產生的小黑洞（質量是太陽的幾倍）。 整個宇宙充滿了超大質量黑洞，其重量是太陽質量的數百萬或數十億倍，並且存在於星系中心。
一個長期尋找的缺失環節是一個中等質量黑洞，其重量在 100 到 100,000 個太陽質量之間。 它們是如何形成的，它們會在哪裡閒逛，以及為什麼它們看起來如此罕見？
天文學家有 確定了其他可能的中等質量黑洞 通過各種觀察技術。 兩名最佳候選人—— 3XMM J215022.4−055108哈勃在 2020 年幫助發現的 和 2009 年發現的 HLX-1 位於其他星系外圍的緻密星團中。 這些可能的黑洞中的每一個都有數万個太陽的質量，並且可能曾經位於矮星系的中心。 NASA 的錢德拉 X 射線天文台還幫助發現了許多可能的中間黑洞，包括 2018年大樣本。
從更近的地方觀察，在繞銀河系運行的緻密球狀星團中發現了許多疑似中等質量黑洞。 例如， 在2008，哈勃天文學家宣佈在球狀星團半人馬座歐米伽中懷疑存在中等質量黑洞。 由於多種原因，包括需要更多數據，這些和其他中等質量黑洞的發現仍然沒有結論，也不排除其他理論。
哈勃望遠鏡的獨特能力現已被用於對球狀星團 Messier 4 (M4) 的核心進行歸零，以比之前搜索更高的精度進行黑洞搜尋。 馬里蘭州巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的愛德華多·維特拉爾（Eduardo Vitral）說：“沒有哈勃望遠鏡，你就無法進行此類科學研究。” 將發表在 英國皇家天文學會每月通知。
Vitral 的團隊探測到了一個可能的中等質量黑洞，質量約為 800 個太陽質量。 這個可疑物體看不見，但它的質量是通過研究其引力場中恆星的運動來計算的，就像蜜蜂在蜂巢周圍聚集一樣。 測量它們的運動需要時間和很高的精度。 這就是哈勃完成當今其他望遠鏡無法做到的事情。 天文學家研究了哈勃望遠鏡 12 年的 M4 觀測結果並解析了精確的恆星。
他的團隊估計 M4 中的黑洞質量可能高達太陽質量的 800 倍。 哈勃的數據傾向於排除該物體的其他理論，例如中子星等未解決的恆星殘餘物的緻密中央星團，或者相互旋轉的較小黑洞。
維特拉爾說：“我們很有信心，我們有一個非常小的區域，其中有大量集中的質量。它比我們之前在其他球狀星團中發現的最密集的暗質量小約三倍。” “當我們考慮到在星團中心分離的黑洞、中子星和白矮星的集合時，該區域比我們通過數值模擬可以重現的區域更加緊湊。它們無法形成如此緊湊的質量集中。 ”
一組緊密結合的對象將是動態不穩定的。 如果該物體不是一個單一的中等質量黑洞，那麼估計需要將 40 個較小的黑洞塞進只有十分之一光年寬的空間中才能產生觀測到的恆星運動。 其後果是它們會在星際彈球遊戲中合併和/或被彈出。
“我們測量恆星的運動及其位置，並應用物理模型來嘗試重現這些運動。我們最終測量到了星團中心的暗質量延伸，”維特拉爾說。 “距離中心質量越近，恆星的移動就越隨機。而且，中心質量越大，這些恆星的速度就越快。”
由於球狀星團中的中等質量黑洞非常難以捉摸，維特拉爾警告說，“雖然我們不能完全肯定它是引力中心點，但我們可以證明它非常小。它太小了，我們無法除了它是一個單一的黑洞之外，還可以解釋它。或者，可能存在一種我們根本不知道的恆星機制，至少在當前的物理學中是這樣。”
哈勃太空望遠鏡是美國宇航局和歐空局的國際合作項目。 美國宇航局位於馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心負責管理這架望遠鏡。 位於馬里蘭州巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所 (STScI) 負責哈勃和韋伯科學業務。 STScI 由位於華盛頓特區的天文學研究大學協會為 NASA 運營