第一个“流浪黑洞”在距地5200光年处被发现
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第一个“流浪黑洞”在距地5200光年处被发现,流浪黑洞,是爱因斯坦在研究宇宙中空间结构的时候,假想中的一种黑洞类型,第一个“流浪黑洞”在距地5200光年处被发现。
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黑洞是宇宙中的一种特殊天体,由于它本身不发光,也不会反射光,却还会吸收光,而我们观察宇宙中的天体依赖的却正是光等电磁波,所以想看到黑洞非常难,通常都是黑洞的引力对其他天体产生影响时,或者黑洞吸收其他天体物质形成吸积盘时才有可能被看到。
↑存在吸积盘的黑洞,通常被叫做类星体
不过在2月5日,一条来自《物理学家组织网》的消息称,一个国际天文学研究团队通过“微引力透镜”现象发现了一颗“流浪黑洞”,这被认为是天文学界首次利用这种方式发现流浪黑洞。
这条消息虽然是在近日报道,但发现的时间却是在2011年,当时该团队发现了一颗在星际间漫游的孤独黑洞,这个“流浪者”以强大的引力形成了一个“微引力透镜”,将它背后的恒星和星系的光线弯曲扭转,才让科学家们感知到了它的存在,同时这个流浪黑洞也被认为是首次被观测到的此类黑洞。
“微引力透镜”效应指的是一个有着强引力场的天体使它后面的天体背景光线发生扭曲的现象,宇宙空间中的引力分布很不均匀,在强引力场天体的周围,光线等电磁波会被引力场扭曲,而又由于天体的周边是透明的,这就形成了一种引力透镜作用,其背景天体的光线通过这个透镜折射过来,形状会发生弯曲,位置会出现挪位,光度也会发生变化,因此即便造成引力透镜现象的天体看不见,也能感觉到它的存在,即便这个天体是个黑洞,这也是此次发现这个“流浪黑洞”的原因。
这个黑洞距离我们5153光年,位于银河系之内,质量大约是太阳的7倍,正在以大约每秒45千米的速度掠过附近的恒星,时速大约16.2万公里。科学家还认为类似的恒星级流浪黑洞有很多,但是由于黑洞本身不发光,和其他天体产生互动作用的黑洞也比较少,而且微引力透镜效应也不容易发现,所以流浪黑洞并不容易被观察到,其观察难度要比流浪恒星甚至流浪行星都要难的多。
该研究团队是2011年开始观测这颗流浪黑洞的,但当时并没有注意到那里有一颗黑洞,因为它也是根本看不到的,其实至今也没看到它的真实样子,这黑洞仍然是连个影子都没有,但却又可以能过一种现象确定它是真实存在的。
那又是如何发现它的呢?在2011年时,科学家只是发现一颗恒星的亮度无缘无故地增强了,当时还以为是恒星本身的活动造成的,通过持续的观察又发现并不是这样,在进行了持续6年的监测之后,他们通过这颗恒星及其周围天体的亮度和位置等的奇怪变化,判断出只有微引力透镜效应的存在才能出现这种情况,于是认为是该恒星发出的光线被其前方(靠近观察者方向)一个看不见的天体弯曲了,而由于这个天体又是看不见的,因此认为它明显是个黑洞,而后又通过引力透镜的强度等因素判断出该黑洞的质量大约相当于7个太阳。所以虽然这个黑洞连个影子都没有,但它的背景出卖了它。
这样质量的黑洞一般都是由大质量恒星发生超新星爆发后形成的,但也有可能是大质量恒星直接坍缩而成,所以常被叫做恒星级黑洞,恒星级黑洞的数量很多,有天文学家推论认为在银河系中至少就有100万到1亿个。
这样的黑洞对宇宙中有生命或者发展出文明的星球来说非常危险,因为它非常不容易被观察到,而且其引力超强,如果现在在太阳系附近有一个这样的黑洞,以目前人类的天文学观测水平也不能感知到它的存在,除非是像本文上面所讲的这颗被科学家偶然发现背景恒星的光线和位置的异常表现而发现的黑洞。
“引力透镜”观测方法很另类,但这样的方法也为科学家们观察其他黑洞提供了新途径,特别是可能存在的对太阳系有潜在危险的黑洞,观察到它们很有必要,虽然之前太阳系没有近距离受到过黑洞的影响,但并不代表以后也不会,而且一旦出现,就很可能会对整个太阳系造成颠覆性毁灭的危险,所以观察黑洞的存在也是人类必须要做的功课,掌握黑洞的动向对人类来说具有十分重要的意义。
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早在上个世纪早期的时候,爱因斯坦就曾经预言过宇宙中“流浪黑洞”的存在,现如今,百年过去了,人类终于发现了宇宙观测史上的第一个“流浪黑洞”——一个距离地球5200光年,正在“龟速前进”的黑洞,这也意味着,爱因斯坦的预言,再一次成真了!
那么,什么是“流浪黑洞”呢?
流浪黑洞,是爱因斯坦在研究宇宙中空间结构的时候,假想中的一种黑洞类型,我们都知道,黑洞本身是不发光的,都是在它们活动的时候,才会通过检测到黑洞周围释放出的X射线,来确认它们的存在。
而“流浪黑洞”则可以看作是黑洞中的“濒死者”,它们基本上已经不会再释放出任何的X射线,因此,理论上来说,宇宙中很可能存在着大量的“流浪黑洞”,但是人类却无法探测到,这也为我们研究“流浪黑洞”增加了不小的难度。
那么,黑洞又是怎么开始“流浪”的呢?研究者认为,这些“流浪黑洞”都是银河系早期的产物,它们最早诞生于一个个矮星系之中,之后,因为周围的气体耗尽,所以,就被踢出了原有的星系和位置,成为了宇宙中的“孤独流浪者”。
显然,这样的没有固定位置的黑洞,对于地球而言,也是存在着一定的威胁,所以,在爱因斯坦提出了“流浪黑洞”的猜想之后,就有不少研究者希望可以尽快确认“流浪黑洞”的存在与否,对它们进行深入研究,看看在地球的周围,是否也存在着这样的“隐身者”。
那么,这一次的“流浪黑洞”又是如何被确认的呢?
这就需要从2011年开始说起了。在上个世纪,人类的科学技术水平,是根本无法去寻找“流浪黑洞”的,因此,只能通过分析望远镜的`观测数据,寻找疑似“流浪黑洞”的可能性。幸运的是,在2011年,美国的哈勃望远镜,发现了一颗奇怪的恒星,这颗恒星在持续6年的时间里,经常会没有任何原因地突然就变得异常明亮。
于是,研究者猜测,极有可能是它的周围,存在着一个黑洞,于是,就对它进一步进行观测分析,而后续的观测结果也非常令人意外,因为这颗恒星竟然也不断改变着自己的位置,这是什么概念呢?简单来说,就好像是有一股看不见的力量,在牵引着它一般。
最终,又经过了4-5年的研究,科学家们才确认了这个“流浪黑洞”的存在,现如今,对于这个“流浪黑洞”的数据了解,也变得更为全面,研究者称,它是一个移动速度约为太阳六分之一的“龟速黑洞”,质量大约是塌秧的7倍,可以看出,它的前身是一颗恒星级的黑洞,而且很可能是宇宙中最早的恒星之一。
那么,“流浪黑洞”有没有威胁?如果地球周围发现“流浪黑洞”该怎么办?
这个“流浪黑洞”的移动速度,大约是每秒45公里,而它和地球之间的距离,则为5200光年。这是什么概念呢?
正常情况下,光的移动速度,是每秒30万公里,约等于这个“流浪黑洞”的6667倍。显然,这个“流浪黑洞”对于地球是没有威胁的。
但是,由于研究者猜测,宇宙中有很多的“流浪黑洞”,而且因为它们的“不可见”,这也导致极有可能在太阳系的周围,也存在着这样的一个“流浪黑洞”,那么,如果未来有一天,真的发现了一个闯入太阳系的“流浪黑洞”,我们又有没有威胁呢?
如果这个“流浪黑洞”抵达了太阳系边缘,那么,在它的引力作用下,太阳系的天体轨道,就会变得非常不稳定,而当它闯入太阳系,伴随着不断朝着太阳系内部前进,太阳系的行星,也都会从外到内,逐一被它吸引过去,一直到整个太阳系,都和这个“流浪黑洞”形成互相绕行的局面。
当然,这并不是最终的结局,因为很快,太阳系内的天体,就会逐渐彻底失去自由,或者被甩出去成为“流浪天体”,或者是被惨烈地吞噬掉,而在那之前,地球就已经迎来“世界末日”了,人类如果无法逃离,是很难幸免的。
一直到最后,整个太阳系就只剩下太阳一颗恒星,然后就好像上文中我们提到过的,那颗亮度突然变化的恒星一样,在这个“流浪黑洞”的作用下,被牵引着一路前进,最终目的地是哪里,也就不得而知了。
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近日,天文学家首次探测到在太空自由飘荡的黑洞。
科学家们一直认为理论上有很多黑洞在太空自由游荡。但由于黑洞处于黑色的浩瀚太空,因此难以被发现。以往的研究表明,通常在恒星寿命结束时,核心坍塌可能会形成黑洞。
本次,美国约翰斯·霍普金斯大学天文学家凯拉什·萨胡(Kailash Sahu)领导的研究团队借助“微引力透镜”效应首次发现了一颗在星际空间的“流浪黑洞”。数十位科学家将这一发现合作发表在arXiv上。
“微引力透镜”效应最著名的一次是发生在2011年。当时科学家借助哈勃空间望远镜看到一颗大约2万光年外的恒星突然亮了起来。这意味着当时有一个巨大的天体从恒星面前经过,恒星发出的光线被这个巨大天体产生的引力所扭曲,导致恒星好像突然变亮了。因此在“微引力透镜”效应中,作为背景的物体常常会显得异常明亮。此外,如果定位足够准确,当巨大物体从恒星前面经过时,望远镜甚至会看到恒星发生轻微的移动。
出于好奇,萨胡研究团队开始分析哈勃望远镜关于这颗恒星的数据,并一直观察其光线的变化。团队希望这种亮度的突变是由于黑洞导致。此外,他们还利用天体测量学技术,检测到恒星的位置发生了轻微变化。
研究人员认为,造成这种变化的原因只可能是一个人类看不见的移动物体,例如黑洞,在经过恒星时对其发出的光施加了引力。
随后的六年时间里,团队继续研究这颗恒星及其发出的光线。他们探测了经过恒星的巨大物体的亮度,但没有探测到任何亮度,证明了这个物体并不是如褐矮星的天体。此外,“微引力透镜”效应的持续时间必须足够长,以证明存在一个特别深的重力井(由于天体的重力而形成的井状旋涡)。
2011年该恒星的“微引力透镜”效应持续了300天,足以指向经过恒星的物体是一个巨大黑洞。
研究人员表示,多个证据能够有力证实这颗自由漂浮的“流浪黑洞”的存在。并且,他们测算出了这颗黑洞的质量约为太阳的7.1倍。
根据这一重量,科学家估算出这颗“流浪黑洞”的运动速度约为每秒45公里,比其周围的银河系恒星快很多。这样的速度差异也说明了黑洞诞生的一种可能:一个超大质量的恒星爆炸可能创造了黑洞,并使其在太空“流浪”。萨胡估计,这一爆炸事件大约发生在1亿年前,但很难证实,因为目前没有明确的方法来探寻黑洞的来源。
“流浪黑洞”的发现并不意味着它们将会对地球构成威胁。但随着科学家更多地利用像“微引力透镜”效应的研究方法和新兴技术,未来人类将探索到更多的宇宙奥秘。
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