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独立黑洞是指周围没有任何其它天体的黑洞 ， 它们可能遍布整个银河系 ， 但极其难以被发现 。 通常来说黑洞在与其他恒星相互作用时才能被我们观测到 ， 而由于独立黑洞的周围没有任何其它恒星 ， 这导致了它几乎无法被发现 。 现在天文学家们第一次“看到了”一个独立黑洞 ， 它正孑然一身地在银河系中进行着游荡 。 这一次的惊鸿一瞥有助于科学家更加深入地理解这位宇宙中的“隐形的幽灵” 。
隐形的幽灵黑洞的质量如此之大以至于连光都无法逃脱它们的引力 ， 所以它们本质上是看不见的 。 除非黑洞与其他恒星相互作用 ， 例如通过对伴星的物质进行加热 ， 或者黑洞与伴星碰撞产生波及整个宇宙的引力波 ， 否则它们就会一直保持如同幽灵般的状态 。 与我们的直觉相反 ， 在宇宙中独立黑洞其实是很常见的天体 ， 当一颗质量超过20个太阳的恒星来到它生命的末期时就会形成 。 “银河系中应该有1亿个这样的黑洞 ， 它们本应该无处不在 ， 但我们却很难找到 ， ”马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家Kailash Sahu说道 ， 正是他领导了这个发现独立黑洞的小组 。
通过使用美国宇航局的哈勃太空望远镜和一些地面观测台 ， 科学家们花了十年时间终于发现了一个独立黑洞的存在 。 “我认为这是一个非常令人兴奋和重要的发现 ， ”德国马克斯·普朗克天体物理研究所的天体物理学家Selma de Mink说 。
聚焦星辰为了发现这个独立黑洞 ， KailashSahu领导的国际团队使用了一种被称为“宇宙透镜”的技术 。 研究人员寻找那些在一个看不见的天体经过时变亮的恒星 ， 因为这个看不见天体的引力像透镜一样可以弯曲和聚焦恒星的光 ， 就像我们用放大镜汇聚阳光一样 。 比如说我们的目标——黑洞 。 当黑洞这种质量非常大的天体移动时通常会影响更大的空间区域 ， 从而使受影响的恒星变亮的时间更长 。 但不幸的是另外一些较轻的天体比如中子星 ， 在移动的异常缓慢也可能导致类似现象 ， 所以常常会造成干扰 。 因此 ， 研究团队选择了8个天体以便进一步观察 ， 它们自己不发光但至少能在200天内使周围的恒星变亮 ， 这些天体都是黑洞的潜在候选者 。
在长达六年的时间里 ， 研究小组使用哈勃太空望远镜来寻找这样一个可能使恒星在天空中发生亮度偏差的“嫌疑犯” 。 “这种偏差是非常微小的——从地球上测量它就相当于纽约人在洛杉矶测量一枚硬币的宽度 ， ”Sahu说 。 利用爱因斯坦(Albert Einstein)在1915年首次推导出的方程 ， 研究人员终于计算出了这个“隐形的幽灵” ， 它的质量大约是太阳的7倍 ， 重到几乎可以确定它是一个黑洞 ， 即使我们完全没有看到它 。
超新星形成“将物体的距离和质量与变亮的持续时间结合起来 ， 我们发现黑洞正以每秒45公里的速度穿过我们的视野” ， Sahu说 ， “这比它附近其他恒星每秒10 - 30公里的速度略快 。 这个结果可能表明 ， 当黑洞在超新星爆炸的核心形成时受到了额外的冲击 。 是什么导致了这样的冲击呢？这仍然是科学界激烈争论的主题之一 。 科学家对这一测量结果感到十分兴奋 ， 因为弄清黑洞在超新星爆炸的核心形成时会受到撞击的原因 ， 将对人类理解超新星的形成具有重要意义 。
尽管从上面这个确定的“幽灵”中 ， 科学家已经了解到了足够的信息 ， 但该团队还有其他三个有希望的黑洞候选者进行后续研究 。 图森亚利桑那大学的天文学家Feryal ?zel说 ， “随着更多潜在目标的出现 ， 它们可以帮助天文学家发现关于独立黑洞起源的证据 ， 更多的“幽灵”还值得我们去探索 。 ”
本文参考Nature文章 ， “First glimpseof lone black hole delights astronomers” ， 如有兴趣还可查阅原文 。
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