自1990年首次发射以来,哈勃太空望远镜已经揭示了我们宇宙的许多奥秘。30多年后,它仍然给人留下深刻印象。最近,它发现了天文学家认为是第一个这种类型的东西,一个自由游荡在银河系中的流动黑洞。
通常,黑洞位于星系的中心,或者与相关的恒星配对。然而,哈勃已经发现的黑洞正在独自运行,并以每小时10万英里的速度绕着银河系运行。它位于我们银河系的船底座-人马座旋臂中,距离我们5000光年,它只是银河系中大约1亿个黑洞中的一个。
作为美国宇航局说明漫游在我们银河系的黑洞是由罕见的巨大恒星(不到银河系恒星总数的千分之一)产生的,这些恒星的质量至少是我们太阳的20倍。这些恒星爆炸成为超新星,残余的核心被重力挤压成黑洞。因为自爆并不是完全对称的,黑洞可能会被踢飞,像一颗爆炸的炮弹一样穿过我们的星系。
虽然望远镜不能拍摄黑洞由于它们不发光,所以当黑洞在其后面排成一行时,它们可以成像扭曲的星光。通过研究这种被称为引力微透镜的空间扭曲,研究人员能够识别和确定漫游黑洞的大小。
两组研究查看了哈勃提供的数据,并估计这个不可见的致密物体的质量是太阳的1.6至4.4倍。在这个范围的高端,这个物体将是一个黑洞;在低端,它将是一颗中子星,这是一颗超巨星的坍缩核心。不管怎样,这都是一个激动人心的发现。
马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的Kailash Sahu说:“对孤立黑洞的探测将为我们银河系中这些物体的数量提供新的见解。”萨胡领导了分析哈勃数据的两个团队中的一个,这些数据是由六年的观测数据组成的。
哈勃太空望远镜六年的观测显示,一个黑洞独自在银河系中游荡。
这张哈勃太空望远镜照片中布满星星的天空位于银河中心的方向。监测恒星的亮度是为了观察表观亮度的变化是否是由在它们前面漂移的前景物体引起的。由于引力透镜效应,闯入者造成的空间扭曲会使背景恒星的外观瞬间变亮。一个这样的事件与底部的四个特写镜头一起显示。箭头指向一颗瞬间变亮的恒星,这是哈勃在2011年8月首次捕捉到的。这是由一个前景黑洞沿着我们的视线在恒星前方漂移造成的。当黑洞经过时,这颗恒星变亮,随后又恢复到正常亮度。因为黑洞不发光也不反射光,所以不能被直接观察到。但是它在空间结构上的独特指纹可以通过这些所谓的微透镜事件来测量。虽然估计有1亿个孤立的黑洞在我们的星系中游荡,但对哈勃天文学家来说,找到其中一个的蛛丝马迹无异于大海捞针。
为了“看到”和测量黑洞,研究人员观察它如何弯曲星光。
插图揭示了黑洞的引力如何扭曲空间,并弯曲其背后的遥远恒星的光。黑洞是作为超新星爆发的大质量恒星的破碎残余。黑洞因其强烈的引力场而捕捉光线,因此不能被直接看到。黑洞扭曲了它周围的空间,扭曲了几乎直接排列在它后面的恒星的图像。这为游荡在我们星系中的孤独黑洞的存在提供了证据。来自背景恒星的光被黑洞强烈的引力场偏转并变亮。当黑洞在背景恒星前面漂移时,哈勃太空望远镜通过寻找星光中的扭曲来搜寻这些黑洞。