银河系发现的一颗中等质量的黑洞
哈勃WFC3拍摄的星系ESO 243-49，圈中就是HLX-1所在的超级星团。由于配色缘故，整个图像偏绿。大图下载。版权：NASA，ESA，S.Farrell等
借助美国宇航局（NASA）的哈勃太空望远镜，天文学家发现在首个被证实的中等质量黑洞周围，存在由年轻蓝巨星组成的星团（蓝巨星簇）。天文学家相信，这个黑洞曾经是当前已瓦解的某个矮星系的核心，本发现对我们理解星系和超级黑洞的演化有着相当重要的意义。
天文学家知道多大质量的恒星会坍缩形成黑洞，但不清楚星系中心那些10亿个太阳质量级别的超级黑洞是怎么形成的。一种观点是它们通过小黑洞合并形成。
2009年，澳大利亚悉尼天文研究所的肖恩 法雷尔（Sean Farrell）借助欧洲空间局（ESA）的牛顿X线多镜面（XMM）空间望远镜，发现了一个中等质量黑洞——HLX-1（超亮X线源1#），质量约为2万个太阳。它位于ESO 243-49星系的外缘，离地球约2.9亿光年。
法雷尔接着同时使用NASA的雨燕空间望远镜在X线波段、和哈勃望远镜在近红外、可见光、紫外波段观测HLX-1。从图像的亮度、颜色看，围绕该黑洞可能存在着一个250光年宽、由年轻蓝巨星组成的大质量星团；由于星团距离太远，哈勃无法辨析单颗恒星。该天体的颜色、亮度都与其他星系中的超级星团相同，但部分光可能来自围绕黑洞的气体盘。
法雷尔说：“这个最新发现之前，我们就猜测存在中等质量黑洞，但我们现在知道它在何处形成。存在极为年轻的星团事实意味着，中等质量黑洞可能起源于超低质量矮星系的中央黑洞。矮星系可能已经被主星系吞并，就像银河系中发生过的一样。”（ω星团就是——译注）
根据X线观测资料，法雷尔团队知道围绕黑洞的炽热气体盘会辐射部分蓝光。但这不能解释观测到的红光辐射，红光只能来自冷得多的气体；研究团队分析最可能是来自恒星。接着他们修改模型，在其中加入恒星的辐射。这些修改后模型支持在黑洞周围存在年轻的超级星团，但这并非唯一的解释，所以更需要进一步的观测。特别是，由澳大利亚国际射电天文研究中心的Roberto Soria领导的团队，使用哈勃和甚大望远镜（VLT）的数据，发现了目标天体的爆发性光变，而（我们知道）星团的亮度是几乎不变的。这说明气体云的亮度被发光气体盘所支配，而不是Farrell团队所认为的大质量星团。
法雷尔继续说：“能明确的是——根据哈勃观测数据，我们要解释得通，就既需要吸积盘的辐射，也需要来自恒星的辐射。”
如此年轻的星团在星系内部普遍存在，比如图中的宿主星系中就有，但它们都位于星系盘内，从来没有像HLX-1那样远在星系外缘的。一种可能的情形是：HLX-1的黑洞是某个矮星系的中心黑洞。在此假设下，矮星系的大部分恒星都在与主星系的碰撞中剥离了，也同时诞生了一批新的年轻恒星——碰撞压缩了矮星系中央黑洞周围的气体，触发了恒星形成。
法雷尔认为，这个星团还不到2亿岁，意味着大部分恒星都是在矮星系与主星系相撞时形成的。恒星的年龄告诉我们相撞发生在何时。
法雷尔计划在今年进行更多的观测，他们的新发现已经刊登在2012.2.15出版的《天体物理学》期刊上。而Soria团队与之相异的分析报告已经于1.17登载在《皇家天文学会每月通告》的网站上。
