黑洞越來越近了,天文學家發現迄今為止距離地球最近的黑洞

恆星的質量越大,其「奉命」就越短,而根據宇宙學模型,在早期宇宙中,恆星的質量普遍都非常大,考慮到銀河系的誕生可追溯到大約130億年前,因此我們不難推測出,在經歷了如此漫長的時間之後,如今的銀河系中應該存在著數量巨大的黑洞。

那麼問題就來了,距離地球最近的黑洞離我們有多遠呢?實際上,隨著觀測水平的持續進步,「距離地球最近的黑洞」這一紀錄也在不斷地刷新,看上去就好像是黑洞離我們越來越近了。

2022年11月4日,一個由來自「哈佛-史密森天體物理中心」和「普朗克研究所」的天文學家組成的研究團隊,在《皇家天文學會月刊》發表論文稱,天文學家發現迄今為止距離地球最近的黑洞,我們來看看這具體是怎麼回事。

黑洞是不可能直接觀測到的,這是因為在黑洞強大引力的束縛下,即使是光都無法從黑洞內部逃逸,所以我們只能通過黑洞引發的一些宇宙級的現象來進行間接觀測,比如說我們可以通過觀測黑洞引力對恆星運動軌跡所造成的影響,來間接推測出黑洞的存在。

實際上,該研究團隊就是採用的這種方法,在研究工作中,該團隊的天文學家分析了「蓋亞衛星」發回的168065顆恆星的運動軌跡數據,最終從中發現了一顆明顯受到黑洞引力影響的恆星。


(註:「蓋亞衛星」發射於2013年,主要致力於觀測銀河系中恆星的位置、距離以及運動,其觀測恆星數量可達10億顆)

這顆恆星是一顆與太陽類似的黃矮星,在天空中位於蛇夫座,距離地球大約1560光年,研究人員發現,這顆恆星沿著一個橢圓軌道圍繞著一個「點」運動,根據其運動速度以及運動軌道的大小和周期可以計算出,這個「點」其實是它與另一個天體的共同質心,而「另一個天體」的質量可以達到太陽質量10倍。

更重要的是,這個天體「黑暗的」,意思就是說,在它所在的區域,並不存在任何可觀測到的天體,研究人員據此認為,這個天體應該就是一個處於休眠狀態的黑洞,並將其命名為「蓋亞BH1」(Gaia BH1)。

為了進一步驗證這一觀點,研究人員大量分析了來自「凱克望遠鏡」、「MPG/ESO望遠鏡」、「甚大望遠鏡」、「雙子望遠鏡」等多個觀測設備的數據,其得到的結果都是:在這個天體所在的區域一片黑暗,什麼都看不到。這就意味著,「蓋亞BH1」這個黑洞確實是存在的,而它也因此成為了天文學家所發現的,迄今為止距離地球最近的黑洞。

值得一提的是,觀測數據顯示,「蓋亞BH1」與它的伴星之間的距離非常近,僅僅只有1天文單位,這相當於太陽和地球的平均距離,天文學家推測,在如此近的距離上是不可能自然形成這樣的雙星系統,因此一個最有可能的情形就是:在過去的日子裡,「蓋亞BH1」通過其自身的引力捕獲了一顆「路過」的恆星。

研究人員指出,從理論上來講,銀河系中的黑洞數量可以高達1億顆,而我們目前已發現的黑洞卻只有幾十個,之所以會這樣,除了是我們的觀測能力還有待提高之外,還有一個重要的原因就是我們的觀測數據還不夠豐富。

目前該研究團隊正在著手準備分析來自「蓋亞衛星」的更新、更多的觀測數據,根據研究人員估計,在後續的研究中,應該還能發現數十個隱藏在宇宙深處的黑洞,屆時「距離地球最近的黑洞」這一紀錄有可能會被再次刷新。


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參考資料:

Kareem El-Badry et al, A Sun-like star orbiting a black hole. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, stac3140