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史上首次!天文學家發現流浪黑洞,距離地球僅5000光年?
2022/02/11
2022/02/11

從愛因斯坦的廣義相對論允許黑洞存在開始,黑洞就成了宇宙中最神秘的天體

雖然天文學界已經在2019年拍到了人類歷史上第一張真實的黑洞照片,但這張隔著5500萬光年的黑洞照片 從外表上看就是一顆正在燃燒的蜂窩煤,除了驗證一下有關黑洞吸積盤的相關理論外,無法再提供任何有價值的資訊。

因此我們可以說,人類對黑洞,尤其是黑洞內部的狀態仍然一無所知,此外對于它們的數量,分佈密度,質量占比,也都不是很清楚。

科學界最新估計出的宇宙黑洞總量為40萬億顆,它們加起來的質量占到了可觀測宇宙質能總量的1%,其中佔據質量大頭的是星系中心區域的超大質量黑洞們, 比如銀河系中心440萬倍太陽質量的人馬座A*。

由恒星坍塌而成的恒星級黑洞,占到了數量上的大頭,它們由晚年核心區域質量在太陽2.44倍以上的恒星坍塌而成,小于這個質量的恒星,只能變成中子星或者白矮星,比如我們的太陽在50億年後就會先膨脹為紅巨星,再坍塌成白矮星。

但這批恒星級黑洞並不像星系中心的那些大傢伙們一樣安分,因為恒星在變成黑洞後仍會受到引力影響,繼續自己在宇宙中的公轉,在這種情況下,某些黑洞會因為引力擾動而脫離原本的公轉軌道,開始在星系內橫衝直撞。

這種不再以固定軌道運動的黑洞,被天文學界稱為「流浪黑洞」

在1月31日發表于arXiv預印本網站上的一篇論文中,天文學家就發現了一個流浪黑洞, 它距離地球約5000光年,不出意外的話,它也將是人類在宇宙中發現的首個流浪黑洞。

目前披露的資料顯示,這顆流浪黑洞的質量很小,是在一次超新星爆發中被甩出所在恒星系的,由于質量太小,天文學界並不能靠吸積盤和x射線望遠鏡發現它,只能通過黑洞掠過恒星時的引力透鏡來定位它。

因為黑洞本身雖然不會發光,但它會明顯偏折途徑黑洞附近的光線,因此當一顆黑洞的後方存在恒星時,恒星發出的光就會被黑洞的引力偏折, 恒星本身的亮度也會被這種類似于放大鏡的時空扭曲所放大,如此一來天文學界就能確定漆黑太空背景上的流浪黑洞的存在。

此次發現的小質量遊蕩黑洞,僅為7.1個太陽質量,它所引起的恒星光線偏折甚至還比不上一些恒星,通過恒星亮度的變化週期, 科學家還確定了這顆流浪黑洞的運動速度是每秒45千米,這個速度在黑洞中算是很快的了,不過考慮到它之所以流浪就是因為被引力踢出來的,所以這麼快的速度也不奇怪了。

但還有沒有其他流浪黑洞呢?

這個問題或許能在2025年得到答案,因為此刻歐航局的蓋亞衛星正在繪製銀河系數十億顆恒星的地圖,等2025年這張地圖繪製完畢後,根據地圖中的引力透鏡資料,天文學家很可能會發現更多銀河系中的流浪黑洞。

甚至某些大質量流浪恒星,最後也會因為壽命到期而坍塌成黑洞,這種由于流浪恒星演化而來的黑洞將繼承原恒星的軌道,繼續自己的流浪生涯。

在研究流浪黑洞的同時,天文學家們希望不要在太陽系附近,尤其是太陽系未來的公轉軌道上發現流浪黑洞,因為這樣一來等流浪黑洞進入太陽系後,地球很可能將被額外的引力甩出太陽系,成為真正的流浪地球。

總體來看

作為人類有史以來發現的第一顆流浪黑洞,這顆5000光年外7.1倍太陽質量的黑洞,將會和2019年拍攝的那張黑洞照片一樣, 永久載入黑洞研究的史冊。

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