#科学家发现距地球最近黑洞#

在宇宙中的大质量恒星的“燃料”耗尽之后,一般都会因剧烈的引力坍缩而发生“超新星爆发”,在此之后,它们有可能直接灰飞烟灭,也有可能留下一个致密的核心,如果残留核心的质量足够大,就可能会演化成已知宇宙中引力最极端的天体——黑洞。

最近的黑洞离地球多远 黑洞越来越近了(1)

恒星的质量越大,其“奉命”就越短,而根据宇宙学模型,在早期宇宙中,恒星的质量普遍都非常大,考虑到银河系的诞生可追溯到大约130亿年前,因此我们不难推测出,在经历了如此漫长的时间之后,如今的银河系中应该存在着数量巨大的黑洞。

那么问题就来了,距离地球最近的黑洞离我们有多远呢?实际上,随着观测水平的持续进步,“距离地球最近的黑洞”这一纪录也在不断地刷新,看上去就好像是黑洞离我们越来越近了。

2022年11月4日,一个由来自“哈佛-史密森天体物理中心”和“普朗克研究所”的天文学家组成的研究团队,在《皇家天文学会月刊》发表论文称,天文学家发现迄今为止距离地球最近的黑洞,我们来看看这具体是怎么回事。

最近的黑洞离地球多远 黑洞越来越近了(2)

黑洞是不可能直接观测到的,这是因为在黑洞强大引力的束缚下,即使是光都无法从黑洞内部逃逸,所以我们只能通过黑洞引发的一些宇宙级的现象来进行间接观测,比如说我们可以通过观测黑洞引力对恒星运动轨迹所造成的影响,来间接推测出黑洞的存在。

实际上,该研究团队就是采用的这种方法,在研究工作中,该团队的天文学家分析了“盖亚卫星”发回的168065颗恒星的运动轨迹数据,最终从中发现了一颗明显受到黑洞引力影响的恒星。

最近的黑洞离地球多远 黑洞越来越近了(3)

(注:“盖亚卫星”发射于2013年,主要致力于观测银河系中恒星的位置、距离以及运动,其观测恒星数量可达10亿颗)

这颗恒星是一颗与太阳类似的黄矮星,在天空中位于蛇夫座,距离地球大约1560光年,研究人员发现,这颗恒星沿着一个椭圆轨道围绕着一个“点”运动,根据其运动速度以及运动轨道的大小和周期可以计算出,这个“点”其实是它与另一个天体的共同质心,而“另一个天体”的质量可以达到太阳质量10倍。

最近的黑洞离地球多远 黑洞越来越近了(4)

更重要的是,这个天体“黑暗的”,意思就是说,在它所在的区域,并不存在任何可观测到的天体,研究人员据此认为,这个天体应该就是一个处于休眠状态的黑洞,并将其命名为“盖亚BH1”(Gaia BH1)。

为了进一步验证这一观点,研究人员大量分析了来自“凯克望远镜”、“MPG/ESO望远镜”、“甚大望远镜”、“双子望远镜”等多个观测设备的数据,其得到的结果都是:在这个天体所在的区域一片黑暗,什么都看不到。这就意味着,“盖亚BH1”这个黑洞确实是存在的,而它也因此成为了天文学家所发现的,迄今为止距离地球最近的黑洞。

最近的黑洞离地球多远 黑洞越来越近了(5)

值得一提的是,观测数据显示,“盖亚BH1”与它的伴星之间的距离非常近,仅仅只有1天文单位,这相当于太阳和地球的平均距离,天文学家推测,在如此近的距离上是不可能自然形成这样的双星系统,因此一个最有可能的情形就是:在过去的日子里,“盖亚BH1”通过其自身的引力捕获了一颗“路过”的恒星。

研究人员指出,从理论上来讲,银河系中的黑洞数量可以高达1亿颗,而我们目前已发现的黑洞却只有几十个,之所以会这样,除了是我们的观测能力还有待提高之外,还有一个重要的原因就是我们的观测数据还不够丰富。

最近的黑洞离地球多远 黑洞越来越近了(6)

目前该研究团队正在着手准备分析来自“盖亚卫星”的更新、更多的观测数据,根据研究人员估计,在后续的研究中,应该还能发现数十个隐藏在宇宙深处的黑洞,届时“距离地球最近的黑洞”这一纪录有可能会被再次刷新。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

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参考资料:

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

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