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史上首次!天文学家发现流浪黑洞,距离地球仅5000光年?

从爱因斯坦的广义相对论允许黑洞存在开始,黑洞就成了宇宙中最神秘的天体

虽然天文学界已经在2019年拍到了人类历史上第一张真实的黑洞照片,但这张隔着5500万光年的黑洞照片从外表上看就是一颗正在燃烧的蜂窝煤,除了验证一下有关黑洞吸积盘的相关理论外,无法再提供任何有价值的信息。

因此我们可以说,人类对黑洞,尤其是黑洞内部的状态仍然一无所知,此外对于它们的数量,分布密度,质量占比,也都不是很清楚。

科学界最新估计出的宇宙黑洞总量为40万亿颗,它们加起来的质量占到了可观测宇宙质能总量的1%,其中占据质量大头的是星系中心区域的超大质量黑洞们,比如银河系中心440万倍太阳质量的人马座A*。

由恒星坍塌而成的恒星级黑洞,占到了数量上的大头,它们由晚年核心区域质量在太阳2.44倍以上的恒星坍塌而成,小于这个质量的恒星,只能变成中子星或者白矮星,比如我们的太阳在50亿年后就会先膨胀为红巨星,再坍塌成白矮星。

但这批恒星级黑洞并不像星系中心的那些大家伙们一样安分,因为恒星在变成黑洞后仍会受到引力影响,继续自己在宇宙中的公转,在这种情况下,某些黑洞会因为引力扰动而脱离原本的公转轨道,开始在星系内横冲直撞。

这种不再以固定轨道运动的黑洞,被天文学界称为“流浪黑洞”

在1月31日发表于arXiv预印本网站上的一篇论文中,天文学家就发现了一个流浪黑洞,它距离地球约5000光年,不出意外的话,它也将是人类在宇宙中发现的首个流浪黑洞。

目前披露的数据显示,这颗流浪黑洞的质量很小,是在一次超新星爆发中被甩出所在恒星系的,由于质量太小,天文学界并不能靠吸积盘和x射线望远镜发现它,只能通过黑洞掠过恒星时的引力透镜来定位它。

因为黑洞本身虽然不会发光,但它会明显偏折途径黑洞附近的光线,因此当一颗黑洞的后方存在恒星时,恒星发出的光就会被黑洞的引力偏折,恒星本身的亮度也会被这种类似于放大镜的时空扭曲所放大,如此一来天文学界就能确定漆黑太空背景上的流浪黑洞的存在。

此次发现的小质量游荡黑洞,仅为7.1个太阳质量,它所引起的恒星光线偏折甚至还比不上一些恒星,通过恒星亮度的变化周期,科学家还确定了这颗流浪黑洞的运动速度是每秒45千米,这个速度在黑洞中算是很快的了,不过考虑到它之所以流浪就是因为被引力踢出来的,所以这么快的速度也不奇怪了。

但还有没有其他流浪黑洞呢?

这个问题或许能在2025年得到答案,因为此刻欧航局的盖亚卫星正在绘制银河系数十亿颗恒星的地图,等2025年这张地图绘制完毕后,根据地图中的引力透镜数据,天文学家很可能会发现更多银河系中的流浪黑洞。

甚至某些大质量流浪恒星,最后也会因为寿命到期而坍塌成黑洞,这种由于流浪恒星演化而来的黑洞将继承原恒星的轨道,继续自己的流浪生涯。

在研究流浪黑洞的同时,天文学家们希望不要在太阳系附近,尤其是太阳系未来的公转轨道上发现流浪黑洞,因为这样一来等流浪黑洞进入太阳系后,地球很可能将被额外的引力甩出太阳系,成为真正的流浪地球。

总体来看

作为人类有史以来发现的第一颗流浪黑洞,这颗5000光年外7.1倍太阳质量的黑洞,将会和2019年拍摄的那张黑洞照片一样,永久载入黑洞研究的史册。

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