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哈勃望远镜发现了一个在银河系周围的“流浪黑洞”

2022/11/27 9:12:09 来源:IT之家 作者:问舟 责编:问舟

IT之家 11 月 27 日消息,正值黑色星期五狂欢季,NASA 给大家整了一点活。哈勃太空望远镜发现了一个“孤独黑洞”在银河系周围漫游的证据。

科学家估计,目前大约有 1 亿个这样的黑洞在我们的银河系中不断漂流,但实际上他们此前从未真正拿出过确定证据。经过近 6 年的细致观察,哈勃太空望远镜通过对幻影物体的精确质量测量,首次证明了一个在星际空间中漂移的“孤独黑洞”。

据介绍,所有的黑洞质量都是通过统计或通过双星系统或星系核心的相互作用来推断的。新发现的这个“流浪黑洞”位于约 5000 光年外,位于船底座-人马座旋臂中。

天文学家估计,离地球最近的具有恒星质量的孤立黑洞可能距离地球 80 光年。作为参考,太阳系最近的恒星比邻星 (Proxima Centauri) 距离我们 4 光年多一点。

这个漫游在银行系中的黑洞诞生于某个罕见的、巨大的恒星 (不到银河系恒星总数的千分之一),但这些恒星的质量至少可以达到我们太阳的 20 倍。这些恒星最终化作超新星爆炸,剩下的核心被重力挤压从而变成黑洞。但由于爆炸不是完全对称的形状,所以黑洞可能像是“被踢了一脚”一样开始在偌大的星系中横冲直撞。

但很可惜,人类目前的望远镜无法拍摄到这么一个不稳定的黑洞,毕竟它也不会发出任何一丝光,但好在黑洞也不是无法观测,因为它会扭曲空间,继而偏转并放大它身后的星光,所以在通过光来观察外界的人眼中看起来也很明显。

当前景物体从它后面很远的恒星面前经过时,由于其引力引起的空间扭曲会使背景恒星的光瞬间弯曲并放大。天文学家也正在用这种被称为“引力透镜”的现象研究银河系中迄今为止所观测到的约 3 万个恒星和系外行星。

接下来,哈勃望远镜通过长期观察,发现这颗恒星的图像偏离正常位置大约一毫角秒(角秒是角分的六十分之一,这约等于在洛杉矶测量一枚放置在纽约的 25 美分硬币的直径)。

研究团队估计,这个孤立黑洞正以每小时 100000 英里或每小时 160000 公里的速度穿越银河系(可以在不到三个小时的时间内从地球到达月球),这比我们银河系那个区域的大多数其他邻近恒星都要快。

“天体测量在概念上很简单,但在观测上非常困难,”Sahu 介绍称,“引力透镜是唯一可用来识别孤立黑洞的技术。”当黑洞从 19000 光年外的星系中某恒星面前经过时,向地球飞来的光在黑洞经过时被放大了 270 天。然而哈勃却花了几年的时间来观察这颗背景恒星的光是如何被前景黑洞所影响的。”

实际上,恒星质量黑洞的存在早在 20 世纪 70 年代初就已为人所知,但迄今为止,所有对其质量的测量都是基于双星系统进行的。简单啊来说,其伴星的气体落入黑洞,并被加热到夸张的高温,从而发出 X 射线。也正因此,人们通过 X 射线双星测量得出了大约 24 个黑洞的质量。质量估计在 5 到 20 个太阳质量的范围之间。

据介绍,美国宇航局即将推出的南希・格蕾丝・罗曼太空望远镜将发现数千个引力透镜事件,其中许多天文事件已经被认为是黑洞。

IT之家了解到,在 1916 年的一篇关于广义相对论的论文中,爱因斯坦预测,他的理论可以通过观察太阳引力抵消背景恒星的视位置来验证。在 1919 年 5 月 29 日的日食中,天文学家亚瑟・爱丁顿和弗兰克・戴森领导的合作团队对此进行了测试。

爱丁顿和他的同事测量到一颗背景恒星被偏移了 2 角秒,从而证实了爱因斯坦的理论。我想,这些科学家们当时可能根本无法想象,他们的后人在一个多世纪后竟然可以用同样的技术来寻找银河系中的黑洞。

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关键词:哈勃望远镜

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