北京時間 2 月 16 日消息，據(jù)國外媒體報道，由于存在發(fā)光物質(zhì)，天文學家在 2019 年拍攝到有史以來第一張黑洞存在的直接圖像，但是很多黑洞實際上幾乎不可能被探測到。目前，一支研究團隊利用哈勃太空望遠鏡獲得一項新發(fā)現(xiàn) —— 一個幾乎無形的黑洞！
黑洞是大型恒星死亡和恒星核心坍縮后的產(chǎn)物，其密度異常高，引力很大，以至于包括光在內(nèi)的任何物質(zhì)都無法快速逃離黑洞。天文學家熱衷于研究黑洞，因為黑洞可以揭曉恒星是如何死亡的，通過測量黑洞的質(zhì)量，我們可以了解恒星的最后時刻發(fā)生了什么，那時恒星核心正在坍塌，外層正在剝離。
從定義上看，黑洞似乎是無形的，畢竟它們因其捕獲光的能力而得名。但由于它們的強大引力，我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^黑洞與其他物質(zhì)的相互作用來探測它們，目前使用該方法已經(jīng)探測到數(shù)百個小型黑洞。
探測黑洞有兩種不同的方法，對于“X 射線雙星”，一顆恒星和一個黑洞環(huán)繞一個共享中心運行，期間產(chǎn)生 X 射線，黑洞引力場能從伴星中吸食物質(zhì)，這些伴星逸出物質(zhì)將環(huán)繞黑洞旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)中由于不斷摩擦而逐漸升溫，當它們被吸入黑洞并消失之前，熾熱的物質(zhì)在 X 射線中發(fā)出明亮光芒，從而可觀測到黑洞的存在；人們還能探測到雙黑洞的存在，當兩個黑洞處于合并狀態(tài)時，將螺旋向內(nèi)運動，并釋放出短暫的引力波閃光，這就是時空漣漪。
事實上，宇宙有許多在空間中漂移而不與任何物質(zhì)發(fā)生作用的流浪黑洞，這使得它們很難被探測到，這是一個棘手的問題，因為如果我們不能探測到孤立的黑洞，那么我們就無法了解到黑洞是如何形成的。
為了發(fā)現(xiàn)這樣無形的黑洞，一支科學家團隊將現(xiàn)有的兩種黑洞觀測方法結合起來，經(jīng)過多年研究探索，他們發(fā)現(xiàn)了尋找黑洞的一種新方法！
愛因斯坦的廣義相對論認為，大質(zhì)量物體會使經(jīng)過它們的光線彎曲，這意味著任何經(jīng)過無形黑洞的光線（但未接近或最終進入黑洞），都會像通過透鏡的光線一樣發(fā)生扭曲，該現(xiàn)象被稱為引力透鏡效應。當前景物體與背景物體對齊時，就會出現(xiàn)引力透鏡效應，使經(jīng)過它們的光線發(fā)生扭曲，該方法已被用于研究從星系團、行星等一切宇宙事物。
該研究報告作者結合了兩種類型引力透鏡觀測法來尋找黑洞，起初他們發(fā)現(xiàn)遙遠恒星釋放的光線會突然放大，短暫地會讓它看起來更加明亮，然后再恢復正常。但是他們看不到任何通過引力透鏡作用產(chǎn)生放大效應的前景物體，這表明該物體可能是一個孤立的黑洞，此前從未被發(fā)現(xiàn)過，但同時也潛在一個問題 —— 它可能僅是一顆光線微弱的恒星。
弄清楚它是一個黑洞還是一顆光線微弱的恒星，這需要花費天文學家大量的時間和精力，第二種引力透鏡觀測法就是基于該原理，研究人員觀測分析哈勃太空望遠鏡連續(xù) 6 年對某恒星數(shù)次拍攝圖像，測量某恒星在光線偏轉(zhuǎn)時的運動距離，從而確定它是黑洞還是光線微弱的恒星。
最終這些方法能夠計算產(chǎn)生透鏡效應的物體質(zhì)量和距離，他們發(fā)現(xiàn)一個神秘天體的質(zhì)量大約是太陽質(zhì)量的 7 倍，距離地球大約 5000 光年，這聽起來似乎很遙遠，但實際上很近。如果是該等級的恒星，我們應該能探測到，由于我們無法直接觀測以它，從而斷定它一定是一個孤立的黑洞。
使用哈勃太空望遠鏡進行此次觀測并不容易，研究人員很難利用望遠鏡持續(xù)觀測某天體，因此通過該方法找到更多無形黑洞并不樂觀。幸運的是，我們正處于天文學革命的開端，這要歸功于新一代天文勘測設備，包括：當前正在進行的“蓋亞”天體測量項目，以及即將到來的維拉?魯賓天文臺和南希?格雷斯羅馬太空望遠鏡，所有這些設備都將以前所未有的精度對宇宙空間進行重復、持續(xù)性測量。
該勘測方法對于天文學領域具有積極意義，但對于如此多有規(guī)律、高精度空間測量，將使我們能夠在非常短的時間尺度上研究大量變化的天體目標。下步我們將研究各種各樣的天體，例如：小行星、被稱為超新星的爆炸恒星，以及獨特方式環(huán)繞其他恒星的行星。
目前我們發(fā)現(xiàn)了第一個無形黑洞，這意味著我們可能很快就會發(fā)現(xiàn)更多黑洞，將填補我們對恒星死亡和黑洞形成的理解空缺。
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