27亿光年外，327亿倍太阳质量的黑洞被发现，如何测量的？

宇宙中最大的黑洞之一被发现！这个宇宙从来不会忘记让人类震惊，一个个恐怖的黑洞的现身，告诉人类对这个宇宙还有许多未知等着去探索。

在距离我们大约27亿光年的位置上，有一个名叫Abell 1201的巨大星系团，包含着许多的星系。其中最亮的星系，被称为最亮团星系（brightest cluster galaxy，BCG），又被称为中心星系，被命名为Abell 1021 BCG。这是一个巨大、弥散的椭圆星系，它的中心就隐藏着一个超大质量黑洞。

别看这个黑洞的体型非常巨大，想要给它“称重”却并不容易。黑洞之所以“黑”，就在于它连光都能吞噬，让人类难以探测。不过，黑洞在吞噬物质的同时，还会形成吸积盘，并产生辐射，这种辐射是非常明亮的，可以供天文学家观测。如果对周围的空间或物质没有相互作用，一个黑洞别说测量，就连被发现都很难。

偏偏Abell 1021 BCG的黑洞属于那种比较安静的黑洞，这就给天文学家的研究带来了困难。所以长期以来，天文学家一直无法精确地计算这个黑洞的质量，只知道它确实是一个宇宙怪兽。最近，英国天文学家利用引力透镜效应，终于精确计算了它的“体重”。

引力透镜效应大家已经不陌生了，那就是从爱因斯坦的广义相对论中引申出来的一种物理学现象。我们都学过，光在空间内是沿直线传播的。但如果空间本身发生了弯曲，那么光的路线也会随之扭转。

大质量天体就可以通过自己的引力将空间扭曲，从而让它们身后的光线发生偏折。由于这种偏折有点像凸透镜的规律，还能放大后方天体的图像，因此这种现象被称为引力透镜效应。

一般来说，仅仅一个恒星质量或更小的天体产生的光线偏折，被称为微引力透镜效应。而一个星系乃至一个星系团产生的引力透镜效应，则可以被用来进行许多宇宙学研究，其中也包括测量遥远黑洞的质量。

Abell 1021 BCG这个星系就具有这样的能力。2003年的时候，天文学家首次在观测它时发现它旁边有一个形状和眉毛类似的光斑，这就是引力透镜效应的表现，一个更遥远的天体发出的光经过Abell 1021 BCG发生偏折，就变成这样了。2017年，天文学家再一次在这里看到了引力透镜效应，这一次的光斑相对暗一些，但更接近星系的中心。

能够产生这么强的引力透镜效应，和Abell 1021 BCG的巨大质量有密不可分的关系，而这个质量的来源中，超大质量黑洞又功不可没。黑洞质量越大，引力透镜效应就越强，反之亦然。因此，通过背景天体的扭曲程度，天文学家就有办法对这个超大质量黑洞的质量进行推测。

达勒姆大学的物理学家James Nightingale和他的同事获取了更多关于这个星系的数据，并设计了分析数据的工具。他们对光在穿越宇宙和Abell 1021 BCG附近空间的运行轨迹进行了数十万次的模拟，通过不断调整黑洞的质量，以求达到天文学家在实际观测中的效果。

利用最新的数据拟合手段，研究人员得出结论：Abell 1021 BCG的黑洞质量达到了太阳的327亿倍！也就是说，当这个黑洞的质量达到太阳的327亿倍时，就会出现我们看到的现象。

要知道，这比天文学家此前推测的数值大了差不多70亿倍。一般来说，质量超过太阳100万倍的黑洞被称为超大质量黑洞（supermassive black hole），而像这个黑洞一样超过100亿倍太阳质量的，就可以称为极大质量黑洞了（ultramassive black hole）。

不仅如此，根据目前的理论，黑洞并不能无限吞噬，而是会有一个质量上限，这个上限值大约是太阳的500亿倍。也就是说，Abell 1021 BCG的黑洞已经接近这个理论极限了。

按照这个质量来算，它的事件视界的直径可以达到惊人的1290个天文单位，也就是差不多1900亿公里！要知道，冥王星和太阳的距离最多也只有73亿公里。也就是说，如果把这个黑洞放在太阳系，那么别说是全部的八大行星，就连冥王星所在的柯伊伯带也会被它完全吞入腹中。

不过，Abell 1021 BCG的黑洞还不算是最巨大的黑洞。目前人类发现的最巨大的黑洞是凤凰座A，其质量达到了太阳的1000亿倍！不过就像Abell 1021 BCG的黑洞一样，凤凰座A的质量也存在着争议，毕竟它的质量超过了理论中黑洞质量的上限，或许未来通过新的手段观测后，会得出不同的数据。

即便只有凤凰座A的1/3左右，Abell 1021 BCG的黑洞仍然可以挤进人类已知黑洞质量的前十名。

不仅如此，有了这个新的研究方法，未来天文学家也可以依样画葫芦，对其他遥远的超大质量黑洞进行分析，测量它们的质量，这也是研究人员最为兴奋的方面。

不过，这里也存在一定的问题，那就是Abell 1021这个星系团比较特殊，和其他的星系团并不完全一样，因此这种方法能不能适用于其他星系团的引力透镜效应，目前还得不到证实。

但Nightingale对此很有信心，他认为这将是人类未来测量遥远的不活跃黑洞质量的重要工具，还可能为超大质量黑洞的形成之谜提供新的线索。