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日前，一個(gè)“流浪”中的超大質(zhì)量黑洞被哈勃太空望遠(yuǎn)鏡捕捉。研究人員在分析了多種可能的情況后，認(rèn)為最貼切的解釋應(yīng)該是一個(gè)大型黑洞在迅速遠(yuǎn)離所屬星系。

“不同于以往恒星級(jí)‘流浪黑洞’的發(fā)現(xiàn)，這次應(yīng)該是超大質(zhì)量‘流浪黑洞’被彈出星系中心的首個(gè)觀測證據(jù)?！?國家天文臺(tái)研究員茍利軍告訴科普時(shí)報(bào)記者。

幾乎每個(gè)星系的中心，都存在著一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。作為愛因斯坦相對(duì)論中的天體，黑洞是出了名的難以捉摸。而“流浪黑洞”更是踽踽獨(dú)行的存在，科學(xué)家一直認(rèn)為，有不少在星際空間“流浪”的黑洞，但始終沒找到確切證據(jù)。

黑洞為何會(huì)“流浪”

宇宙中有恒星級(jí)質(zhì)量的黑洞，也有超大質(zhì)量的黑洞。前者質(zhì)量一般是3—100倍的太陽質(zhì)量，后者質(zhì)量一般是100萬倍以上的太陽質(zhì)量，且存在于星系中央。

“恒星級(jí)質(zhì)量的黑洞主要是大質(zhì)量恒星在其核燃燒結(jié)束時(shí)，由于沒有任何力量抵抗引力，整個(gè)星體發(fā)生坍塌而形成的。超大質(zhì)量黑洞的形成機(jī)制則比較復(fù)雜，一般認(rèn)為是其他中等質(zhì)量黑洞通過合并、吸積等過程逐步增長而來。”上海天文臺(tái)研究員謝富國告訴記者。

至于黑洞為何會(huì)“流浪”，謝富國解釋說，兩個(gè)黑洞的合并帶來的引力波輻射可能會(huì)使得合并后的黑洞獲得較大的速度，或者三個(gè)黑洞相互作用時(shí)，也會(huì)使得其中一個(gè)黑洞獲得較大的速度。至少速度達(dá)到每秒幾百公里，這個(gè)黑洞才能真正脫離星系的引力束縛，開啟“流浪黑洞”之旅?！啊骼恕奈恢萌Q于它跑得多快，跑了多久。”謝富國進(jìn)一步解釋道。

這與茍利軍的觀點(diǎn)不謀而合。“超大質(zhì)量黑洞有幾種逃離星系中心的方式，但第一步總是星系合并，這導(dǎo)致在合并殘余物的中心形成雙星系統(tǒng)?！逼埨娬f，這次被發(fā)現(xiàn)的超大質(zhì)量黑洞的特殊之處在于，它原本可能有一個(gè)與其質(zhì)量相當(dāng)?shù)暮诙础鞍閭H”，屬于雙黑洞系統(tǒng)。第三個(gè)黑洞在雙黑洞合并前到達(dá)星系中心，在三體作用下，其中一個(gè)質(zhì)量最小的黑洞以非常快的速度被彈出，開始了“流浪”生活。

如何確定 “流浪黑洞”的身份

浩瀚宇宙，該如何發(fā)現(xiàn)一個(gè)黑透了的物體呢？

“對(duì)于超大質(zhì)量黑洞來講，科研人員通過它周圍的發(fā)光氣體，能夠推斷出中心黑洞的質(zhì)量?！逼埨娬f，之所以推測氣體中心是一個(gè)黑洞，是因?yàn)樗銐蛑旅堋?/p>

研究發(fā)現(xiàn)，這個(gè)超大質(zhì)量黑洞的“尾巴”是恒星所形成的一條光帶，它是一串串恒星的排列。因?yàn)楹诙淳哂袠O強(qiáng)的引力，可以讓附近的物質(zhì)向它聚集，而超大質(zhì)量黑洞的引力聚集，則可以讓一些星云快速凝聚，加速恒星的形成。同時(shí)，據(jù)估算，這顆黑洞的移動(dòng)速度可能在每秒1600公里左右。

因此，科研人員認(rèn)為這應(yīng)該就是黑洞合并時(shí)造成的彈射。如果這個(gè)觀點(diǎn)得以驗(yàn)證，那么這將是人類第一次明確證實(shí)，超大質(zhì)量黑洞可以逃離星系中心。

這與銀河系中恒星“流浪黑洞”的發(fā)現(xiàn)方式不同。茍利軍介紹，雖未曾看見黑洞，但我們可以觀察它的引力對(duì)遙遠(yuǎn)天體的吸引，這就是引力透鏡。

愛因斯坦的廣義相對(duì)論假設(shè)，大質(zhì)量的物體會(huì)在時(shí)空中造成彎曲，使其附近的光線彎曲，這一過程被稱為引力透鏡效應(yīng)。英國天文學(xué)家愛丁頓則在一次日全食觀測實(shí)驗(yàn)中證明了該現(xiàn)象的存在。

“引力透鏡效應(yīng)是一種能夠?qū)ふ夜铝⒑诙吹姆椒??！敝x富國表示，黑洞會(huì)改變其周圍的時(shí)空，從而造成光線傳播的彎曲和放大現(xiàn)象。如果遙遠(yuǎn)天體在運(yùn)動(dòng)的過程中，它與地球之間有一個(gè)黑洞恰好在視線上，就會(huì)產(chǎn)生引力透鏡效應(yīng)。

太陽系不存在超大質(zhì)量“流浪黑洞”

“我們曾發(fā)現(xiàn)距離地球最近的黑洞大約是在3000光年外，因此黑洞對(duì)地球的影響幾乎不存在?！逼埨娬f，這次發(fā)現(xiàn)的超大質(zhì)量黑洞發(fā)生在距離我們大約75億光年的一個(gè)矮星系RCP28。

在謝富國看來，銀河系內(nèi)（至少太陽系周圍）肯定不存在類似于本次發(fā)現(xiàn)的這種“流浪”的超大質(zhì)量黑洞。銀河系里大量存在的是恒星級(jí)質(zhì)量的黑洞，盡管概率非常低，但這些恒星級(jí)的黑洞確實(shí)有可能會(huì)訪問太陽系。

“人類當(dāng)然不歡迎任何‘流浪黑洞’訪問太陽系，因?yàn)樗鼤?huì)嚴(yán)重影響太陽系的引力場結(jié)構(gòu)，造成太陽系內(nèi)所有天體的運(yùn)動(dòng)軌道變得混亂?！敝x富國猜測，它還有可能讓地球軌道變成橢圓形，導(dǎo)致一年會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過365天，同時(shí)赤道和南北極所在的位置發(fā)生翻天覆地的變化。

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