如果天文学家想要了解超大质量黑洞是如何形成的，那么从天文学的角度来看，它们必须从小到极小。
事实上，包括密歇根大学天文学家埃琳娜加洛在内的一个团队发现，附近矮星系中心的一个黑洞，叫做NGC 4395，比以前想象的要小40倍。他们的研究结果发表在Nature Astronomy杂志上。
目前，天文学家认为超大质量黑洞位于每个星系的中心，与银河系一样大或更大。但他们对NGC 4395等较小星系中的黑洞感到好奇。了解NGC 4395中心的黑洞质量并能够准确测量它可以帮助天文学家将这些技术应用于其他黑洞。
“小星系或矮小星系的问题仍然存在：这些星系是否有黑洞，如果它们有黑洞，那么它们是否会像超大质量黑洞那样缩放?” 加洛说。“回答这些问题可能有助于我们理解宇宙处于起步阶段时这些怪物黑洞组装的机制。”
为了确定NGC黑洞的质量，Gallo和她的研究人员采用了混响映射。这种技术通过监测黑洞周围所谓的吸积盘引起的辐射来测量质量。吸积盘是由黑洞的引力收集的大量物质。
当辐射从这个吸积盘向外传播时，它穿过另一个远离黑洞的物质云，这个黑洞比吸积盘更加扩散。该区域称为宽线区域。
当辐射在宽线区域中撞击气体时，它会使其中的原子发生转变。这意味着辐射将电子从氢原子的壳中撞出，例如，使原子占据原子的更高能级。辐射通过后，原子恢复到先前的状态。天文学家可以对这种过渡进行成像，看起来就像闪光一样。
通过测量吸积盘辐射到达宽线区域并引起这些闪光所需的时间，天文学家可以估计宽线区域与黑洞的距离。利用这些信息，他们可以计算出黑洞的质量。
“距离被认为取决于黑洞质量，”加洛说。“黑洞越大，距离就越大，光线从吸积盘发出的光到达宽线区域的时间就越长。”
根据MDM天文台的数据，天文学家计算出辐射从吸积盘到达宽线区域需要大约83分钟，需要或需要14分钟。为了计算黑洞质量，他们还必须测量宽线区域的固有速度，这是区域云在黑洞引力的影响下移动的速度。为此，他们在GEMINI North望远镜上使用GMOS光谱仪拍摄了高质量的光谱。
通过知道这个数字，宽线区域的速度，光速和所谓的引力常数，或者重力的测量，天文学家能够确定黑洞的质量大约是质量的10,000倍。我们的太阳 - 比以前想象的轻40倍。这也是通过混响映射找到的最小黑洞。
“当涉及到它们的核黑洞的性质时，这种矮星系的体制很大程度上尚未开发，”加洛说。“我们甚至不知道每个星系是否都有黑洞。这为我们掌握的黑洞家族增添了新成员。”
这些信息也可以帮助天文学家了解它们所占据的星系有多大的黑洞。一个叫做黑洞反馈的领域探讨了黑洞如何影响其主星系的特性，其尺度远大于它们的引力应该达到的范围。
“没有理由认为生活在比黑洞重力占主导地位更大的数量级的恒星甚至应该知道它们的星系中有一个黑洞，但他们确实如此，”加洛说。“黑洞某种程度上塑造他们住在大尺度星系，因为我们不知道太多关于小星系与他们的较小的黑洞，我们不知道这是否是真的一路下跌。有了这个测试，我们可以为这种关系添加更多信息。“
这一结果来自UM天文学与首尔国立大学物理与天文学系的合作。在夏威夷的GEMINI North天文台和亚利桑那州的MDM天文台进行了观测。GEMINI由美国，加拿大，智利，巴西，阿根廷和韩国合作经营。