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首個“流浪黑洞”被發現,比太陽大7倍,科學家觀測6年才發現了

首個“流浪黑洞”被發現,比太陽大7倍,科學家觀測6年才發現了它

黑洞是宇宙中的一種特殊天體,由於它本身不發光,也不會反射光,卻還會吸收光,而我們觀察宇宙中的天體依賴的卻正是光等電磁波,所以想看到黑洞非常難,通常都是黑洞的引力對其他天體產生影響時,或者黑洞吸收其他天體物質形成吸積盤時才有可能被看到。

↑存在吸積盤的黑洞,通常被叫做類星體

↑黑洞吸附恆星物質後出現吸積盤的情景模擬圖

不過在2月5日,一條來自《物理學家組織網》的訊息稱,一個國際天文學研究團隊透過“微引力透鏡”現象發現了一顆“流浪黑洞”,這被認為是天文學界首次利用這種方式發現流浪黑洞。

這條訊息雖然是在近日報道,但發現的時間卻是在2011年,當時該團隊發現了一顆在星際間漫遊的孤獨黑洞,這個“流浪者”以強大的引力形成了一個“微引力透鏡”,將它背後的恆星和星系的光線彎曲扭轉,才讓科學家們感知到了它的存在,同時這個流浪黑洞也被認為是首次被觀測到的此類黑洞。

“微引力透鏡”效應指的是一個有著強引力場的天體使它後面的天體背景光線發生扭曲的現象,宇宙空間中的引力分佈很不均勻,在強引力場天體的周圍,光線等電磁波會被引力場扭曲,而又由於天體的周邊是透明的,這就形成了一種引力透鏡作用,其背景天體的光線透過這個透鏡折射過來,形狀會發生彎曲,位置會出現挪位,光度也會發生變化,因此即便造成引力透鏡現象的天體看不見,也能感覺到它的存在,即便這個天體是個黑洞,這也是此次發現這個“流浪黑洞”的原因。

這個黑洞距離我們5153光年,位於銀河系之內,質量大約是太陽的7倍,正在以大約每秒45千米的速度掠過附近的恆星,時速大約16。2萬公里。科學家還認為類似的恆星級流浪黑洞有很多,但是由於黑洞本身不發光,和其他天體產生互動作用的黑洞也比較少,而且微引力透鏡效應也不容易發現,所以流浪黑洞並不容易被觀察到,其觀察難度要比流浪恆星甚至流浪行星都要難的多。

該研究團隊是2011年開始觀測這顆流浪黑洞的,但當時並沒有注意到那裡有一顆黑洞,因為它也是根本看不到的,其實至今也沒看到它的真實樣子,這黑洞仍然是連個影子都沒有,但卻又可以能過一種現象確定它是真實存在的。

那又是如何發現它的呢?在2011年時,科學家只是發現一顆恆星的亮度無緣無故地增強了,當時還以為是恆星本身的活動造成的,透過持續的觀察又發現並不是這樣,在進行了持續6年的監測之後,他們透過這顆恆星及其周圍天體的亮度和位置等的奇怪變化,判斷出只有微引力透鏡效應的存在才能出現這種情況,於是認為是該恆星發出的光線被其前方(靠近觀察者方向)一個看不見的天體彎曲了,而由於這個天體又是看不見的,因此認為它明顯是個黑洞,而後又透過引力透鏡的強度等因素判斷出該黑洞的質量大約相當於7個太陽。所以雖然這個黑洞連個影子都沒有,但它的背景出賣了它。

這樣質量的黑洞一般都是由大質量恆星發生超新星爆發後形成的,但也有可能是大質量恆星直接坍縮而成,所以常被叫做恆星級黑洞,恆星級黑洞的數量很多,有天文學家推論認為在銀河系中至少就有100萬到1億個。

這樣的黑洞對宇宙中有生命或者發展出文明的星球來說非常危險,因為它非常不容易被觀察到,而且其引力超強,如果現在在太陽系附近有一個這樣的黑洞,以目前人類的天文學觀測水平也不能感知到它的存在,除非是像本文上面所講的這顆被科學家偶然發現背景恆星的光線和位置的異常表現而發現的黑洞。

“引力透鏡”觀測方法很另類,但這樣的方法也為科學家們觀察其他黑洞提供了新途徑,特別是可能存在的對太陽系有潛在危險的黑洞,觀察到它們很有必要,雖然之前太陽系沒有近距離受到過黑洞的影響,但並不代表以後也不會,而且一旦出現,就很可能會對整個太陽系造成顛覆性毀滅的危險,所以觀察黑洞的存在也是人類必須要做的功課,掌握黑洞的動向對人類來說具有十分重要的意義。

參考資料:

《上觀新聞》2月7日文章《首個在星際自由飄蕩的黑洞現身,質量約為太陽的7倍》