星系外围是科学家寻找黑洞和垂死大质量恒星的理想地点。在这些地区，恒星的密度较低，而周围的引力场却较大，这使得黑洞的形成更为可能。对于垂死的大质量恒星来说，它们在外围区域更容易被观测到，因为相对较清晰的空间环境提供了更佳的观测条件。而在这些区域发现的黑洞和垂死大质量恒星，有助于科学家们对宇宙起源和演化过程的深入理解，也为探索宇宙中未知的奥秘提供了宝贵的线索。因此，星系外围成为了探索黑洞和大质量恒星的重要研究领域，也为我们解开宇宙奥秘的面纱贡献了重要的数据和见解。
此前研究的表明像银河系这样的螺旋星系外围可能会挤满了撞在一起的黑洞，它们的质量巨大，是科学家寻找引力波来源的最佳地点。罗切斯特理工学院（RIT）研究发现了一个被忽视的区域，这个区域可能被证明充满了围绕轨道运行的黑洞以及引力波啁啾的起源，确定合并大质量黑洞的宿主星系有助于解释绕轨道运行的黑洞对是如何形成，大螺旋星系的外气盘中存在着有利的黑洞合并条件。星系的边缘就像银河系一样，有着与矮星系相似的环境，但有一个主要的优势——大星系更容易被发现。
RIT的研究人员提出，螺旋星系的外部气体盘可能充满了黑洞，它们在碰撞时发出引力波。这里显示的是在紫外光和无线电波中看到的风车星系，红色的无线电数据揭示了银河系的外围，那里可能存在环绕着黑洞的轨道。图片：NASA/JPL-Caltech/VLA/MPIA
博科园-科学科普：现在科学家们可以将引力波天文学与传统的光带测量结合起来，从而对宇宙有更深入的了解。现有的研究表明，即使是密度太大而无法逃逸的黑洞，也有引力波和光学对应物，它们是由恒星坍塌形成的物质的残余。如果能看到黑洞合并时发出的引力波，就能确定黑洞在天空中的位置。
罗切斯特理工学院（RIT）的一项研究结果提供了进一步的证据，证明螺旋星系的外围存在着大量的黑洞，这些被忽视的区域是观测大型天体碰撞时产生引力波的新地方。这项研究通过分析黑洞可见的前兆——带坍缩核心的超新星来回溯时间。这些大质量恒星的缓慢衰变在黑洞中恒星演化结束之前，在电磁光谱中产生了明亮的信号。
研究小组利用来自附近星系的“里克天文台超新星搜索”的数据，将外螺旋星系的超新星率与已知的恒星(矮星系/卫星星系)的超新星率进行了比较，并找到了典型螺旋外围和典型矮星系的可比数字，大约每千年有两个核心坍缩超新星。这项名为“超新星速度超过光学半径”的研究，将在即将出版的《天体物理学快报》上发表。研究报告的第一作者、RIT物理与天文学院的助理教授Sukanya Chakrabarti说：在矮星/卫星星系中发现的比氢和氦重的元素的低水平，为巨大的黑洞形成和创造二进制对创造了有利条件。在螺旋星系的外圆盘上，类似的星系环境也为巨大的黑洞创造了可能区域。
这张钱德拉x光照片显示了仙后座A，银河系中最年轻的超新星遗迹。图片：NASA/CXC/MIT/UMass Amherst/M.D.Stage et al.
如果这些坍缩的超新星是LIGO(激光干涉引力波天文台)探测到双星黑洞的前身，那么我们发现的是一种可靠方法来识别LIGO源的宿主星系。因为这些黑洞在其生命的早期阶段具有电磁对应，所以我们可以精确定位它们在天空中的位置，并观察巨大的黑洞。这项研究的发现补充了查克拉巴蒂在的研究，该研究显示，螺旋星系的外部部分可能有助于LIGO的检测率。
这些区域形成恒星的速度与矮星系相当，重元素含量也较低，这为巨大的黑洞提供了有利的生存环境。目前的研究将潜在候选者隔离在这些有利的银河系环境中。现在看到这两个因素都是重要的贡献者，下一步是做更深入的研究。这项研究可以帮助天文学家确定哪些寻找大量黑洞的电磁对应物。
博科园-科学科普｜参考期刊:《Astrophysical Journal Letters》｜研究/来自：罗彻斯特理工学院
