哈勃太空望远镜重大突破:首次发现一个“无形黑洞”

js 原创
2022-02-16 电脑百科网

北京时间 2 月 16 日消息,据国外媒体报道,因为存在发光物质,天文学家在 2019 年拍照到有史以来第一张黑洞存在的直接图像,可是很多黑洞实际上几乎不可能被探测到。目前,一支研讨团队运用哈勃太空望远镜获得一项新发现 —— 一个几乎无形的黑洞!

黑洞是大型恒星死亡和恒星中心坍缩后的产物,其密度异常高,引力很大,以至于包括光在内的任何物质都无法快速逃离黑洞。天文学家热衷于研讨黑洞,因为黑洞可以揭晓恒星是如何死亡的,通过丈量黑洞的质量,咱们可以了解恒星的最后时间产生了什么,那时恒星中心正在崩塌,外层正在剥离。

从定义上看,黑洞似乎是无形的,毕竟它们因其捕获光的能力而得名。但因为它们的强壮引力,咱们依然可以通过黑洞与其他物质的相互效果来探测它们,目前运用该办法现已探测到数百个小型黑洞。

探测黑洞有两种不同的办法,关于“X 射线双星”,一颗恒星和一个黑洞环绕一个同享中心运行,期间产生 X 射线,黑洞引力场能从伴星中吸食物质,这些伴星逸出物质将环绕黑洞旋转,在旋转中因为不断摩擦而逐步升温,当它们被吸入黑洞并消失之前,炽热的物质在 X 射线中宣布明亮光辉,然后可观测到黑洞的存在;人们还能探测到双黑洞的存在,当两个黑洞处于合并状况时,将螺旋向内运动,并开释出时间短的引力波亮光,这便是时空涟漪。

事实上,世界有许多在空间中漂移而不与任何物质产生效果的流浪黑洞,这使得它们很难被探测到,这是一个棘手的问题,因为假如咱们不能探测到孤立的黑洞,那么咱们就无法了解到黑洞是如何构成的。

为了发现这样无形的黑洞,一支科学家团队将现有的两种黑洞观测办法结合起来,通过多年研讨探索,他们发现了寻觅黑洞的一种新办法!

爱因斯坦的广义相对论认为,大质量物体会使通过它们的光线曲折,这意味着任何通过无形黑洞的光线(但未接近或终究进入黑洞),都会像通过透镜的光线相同产生歪曲,该现象被称为引力透镜效应。当时景物体与背景物体对齐时,就会出现引力透镜效应,使通过它们的光线产生歪曲,该办法已被用于研讨从星系团、行星等一切世界事物。

该研讨报告作者结合了两种类型引力透镜观测法来寻觅黑洞,起先他们发现悠远恒星开释的光线会忽然扩大,时间短地会让它看起来更加明亮,然后再恢复正常。可是他们看不到任何通过引力透镜效果产生扩大效应的前景物体,这表明该物体可能是一个孤立的黑洞,此前从未被发现过,但一起也潜在一个问题 —— 它可能仅是一颗光线弱小的恒星。

弄清楚它是一个黑洞仍是一颗光线弱小的恒星,这需要花费天文学家很多的时间和精力,第二种引力透镜观测法便是根据该原理,研讨人员观测分析哈勃太空望远镜连续 6 年对某恒星数次拍照图像,丈量某恒星在光线偏转时的运动间隔,然后确定它是黑洞仍是光线弱小的恒星。

终究这些办法可以计算产生透镜效应的物体质量和间隔,他们发现一个奥秘天体的质量大约是太阳质量的 7 倍,间隔地球大约 5000 光年,这听起来似乎很悠远,但实际上很近。假如是该等级的恒星,咱们应该能探测到,因为咱们无法直接观测以它,然后断定它一定是一个孤立的黑洞。

运用哈勃太空望远镜进行此次观测并不简单,研讨人员很难运用望远镜持续观测某天体,因此通过该办法找到更多无形黑洞并不达观。幸运的是,咱们正处于天文学革命的开端,这要归功于新一代天文勘察设备,包括:当时正在进行的“盖亚”天体丈量项目,以及即将到来的维拉・鲁宾天文台和南希・格雷斯罗马太空望远镜,所有这些设备都将以前所未有的精度对世界空间进行重复、持续性丈量。

该勘察办法关于天文学范畴具有积极意义,但关于如此多有规则、高精度空间丈量,将使咱们可以在非常短的时间尺度上研讨很多变化的天体方针。下步咱们将研讨各种各样的天体,例如:小行星、被称为超新星的爆炸恒星,以及共同方式环绕其他恒星的行星。

目前咱们发现了第一个无形黑洞,这意味着咱们可能很快就会发现更多黑洞,将添补咱们对恒星死亡和黑洞构成的了解空缺。

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