清大發現黑洞「失落拼圖」　登上 NASA 官網震撼天文界

新奇中心／程正邦報導

美國太空總署（NASA）官網近期刊載一則重磅天文成果：由清華大學天文所教授江國興領軍的國際團隊，發現了一顆極可能為「中等質量黑洞」的候選天體，這類黑洞素有「失落拼圖」之稱。其論文也發表於國際期刊《The Astrophysical Journal》，使這項發現備受矚目。

黑洞分類迷思：中等質量為何難尋？

天文學界普遍認知兩類黑洞：小質量黑洞（stellar-mass），質量約十幾到數十倍太陽質量；超大質量黑洞（supermassive），多見於星系中心，質量上可達百萬至上億太陽質量。

然而，在這兩者之間的「中等質量黑洞」（intermediate-mass）理論上應該存在，卻甚少被實證觀測，是黑洞形成與演化理論中缺失的一塊拼圖。清大團隊此次的 HLX-1 候選，就是對這塊空白的一次重要挑戰。

發現契機：異常增亮的 X 光信號

江國興教授指出，他們最初是被 NGC 6099 星系中的一顆光源 HLX-1 的異常亮度吸引。該天體位於武仙座，距離地球約 4.5 億光年。2009 年即被錢德拉（Chandra）天文台觀測到，2012 年亮度曾暴增超過 100 倍，隨後逐年減弱。

清華天文所博士生張怡琪（該團隊第一作者）補充，這種劇烈亮度變化若出現在星系中心，常與超大質量黑洞有關；但這顆位在星系外圍的天體竟也發出超亮 X 光，與理論中中等質量黑洞吞噬恆星時的行為相吻合。

多波段觀測與交叉證據：支持黑洞候選者身份

為了確認 HLX-1 的性質，該研究團隊運用哈伯太空望遠鏡（Hubble）、錢德拉 X 光望遠鏡與歐洲 XMM-Newton 望遠鏡，進行了長達數年的觀測與資料比對。觀測結果顯示：在 2012 年，HLX-1 的 X 光信號溫度高達約 300 萬度，符合理論黑洞撕裂恆星並加熱物質的高溫特徵。

周圍存在密集恆星群，就像黑洞的「自助餐廳」，為其提供物質來源。在可見光觀測中，也見到藍光與紅光訊號的變化，可能與環繞物質高速旋轉與星團結構相關，排除只有單顆恆星或其他天體的可能性。這些跨波段證據互相呼應，使 HLX-1 成為一個強而有力的中等質量黑洞候選者。

能否定案？學界保留與未來方向

儘管現有證據相當具說服力，研究團隊仍謹慎稱 HLX-1 為「候選者」。因為要將其確定為中等質量黑洞，還需更多觀測與理論模擬支持。

此外，HLX-1 的前身研究源自另一座星系 ESO 243-49 的 ULX（超亮 X 光源），該 X 光源先前就曾被認為是中等質量黑洞最有力證據之一。科學論文指出 HLX-1 的光譜與該星系存在一致性，並估質量可能超過 500 倍於太陽質量。

未來，科學家將持續透過更高靈敏度的 X 光、紅外、射電望遠鏡進行追蹤，希望捕捉更多「吞星事件」特徵，並進一步釐清其質量與演化軌跡。

科學意義：拼補黑洞演化藍圖

這項成果的意義並不限於一顆黑洞候選者，更關係到整體黑洞形成、成長及星系共演化的理論模型。若中等質量黑洞能陸續被確認，將有效填補從小黑洞成長到超大質量黑洞的過程空白。

此次清大領軍的發現，也象徵臺灣天文研究在國際舞台上的跨足與發光。未來隨著更強大的觀測設備、國際合作與數據挖掘能力提升，中等質量黑洞可能不再只是「失落拼圖」，而是可被系統性探索與理解的宇宙成員。