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Feb. 08 2022

天文學家發現首個銀河系中的流浪黑洞

  • 圖說:哈伯望遠鏡對該天文事件的後續觀測照

    圖說:哈伯望遠鏡對該天文事件的後續觀測照

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銀河系就像一件古老的羊毛衣那樣,中間應該布滿了「黑洞」,根據科學家的估計,應該有多達1000萬至10億個恆星質量的黑洞在銀河系中遊蕩,但有一個最糟的問題就是它們基本上是不可見的,只有在它們路過一些物質或天體時,其重力場改變環境亮度才可間接察覺,一個研究團隊首次成功地探測到一個孤獨黑洞,它距離地球5200光年。

黑洞的重力場相當強大且極端,它會扭曲任何穿過它的光,所以當一顆遙遠恆星或星系的光抵達它附近時,適當的行進方向及角度將使它變得異常明亮,此時科學家見到它就知道這個光是經過了一次重力場放大的結果,這種現象被稱為重力透鏡效應,而根據其尺度大小,這次的現象則被歸類為微重力透鏡效應,藉此,科學家第一次看到一個流浪黑洞,並且可探測出其質量大小,可能大於中子星,這更加證實了它的黑洞性質。

微重力透鏡事件可以對系外行星及恆星分門別類,但這些行星和恆星的質量太低,其亮度變化並不明顯,但實際上每年天文學家都能看見數千次的微重力透鏡事件,它們中的大多數都是背景恆星亮度的增強,考慮到天空中的恆星數量,這並不奇怪。

監測天空的兩項獨立科學計劃,光學重力透鏡實驗(OGLE)與天文物理學中的微透鏡觀測(MOA)分別在2011年6月2日同步記錄到了這項事件,並且一直持續觀測了相當久,該事件在同年的7月20日達到峰值。這次事件分別被命名為MOA-2011-BLG-191/OGLE-2011-BLG-0462,非常引人注目的是它不僅持續時間異常的長,約270天,而且顯示出異常高的亮度變化。直到2017年,哈伯太空望遠鏡在8個不同的場合對該區域進行觀測,有了這些觀測資料,研究團隊發現最適合這些數據的結果為黑洞,並且透過恆星亮度的強度變化,該黑洞被計算出其質量約為太陽的7.1倍,事件視界應只有42公里寬。

此外,研究團隊還算出了該物體的移動速度為每秒45公里,它很可能是前一顆恆星在超新星爆炸時被拋射至太空中的,如果這種不平衡的爆炸發生了,就有機會將恆星坍縮的核甩到太空中,我們以前也曾經見過類似的狀況,白矮星LP 40-365中子星PSR J0002+6216就是兩個例子。

2019年的研究中提到,銀河系周圍可能有數百萬個「自然踢出」的黑洞,而探查到的這個黑洞如果就是其中之一,那麼這些天體可能在銀河系中高速流浪,藉由靈敏的X射線望遠鏡來確定周圍的星際介質中是否正在從中吸收任何物質,一旦發現該類黑洞群體,我們可能就有更多的觀察樣本及新的發現,本研究已提交至《天文物理學期刊》,其預印本可於arXiv上查閱。

 

資料來源:Science Alert

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本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

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