揭秘宇宙奥秘:我们最近的黑洞邻居

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你是否还记得科学家们即将启动大型强子对撞机的时刻?有人担心这会制造出一个吞噬整个地球的巨大黑洞。幸运的是,这一切并未发生。距离我们最近的黑洞仍然远在瑞士和法国边境之外,甚至不在我们的太阳系中。

然而,当我们将视野扩展到整个银河系时,这个距离可能就不再那么让人安心了。最近,一组科学家提出,几个黑洞可能正藏身于我们的“后院”。我们的思维难以想象宇宙的真实大小,即便是最快的东西,也需要四年时间才能从我们的太阳系到达最近的恒星系——半人马座。

换句话说,半人马座距离我们大约四光年。据我们所知,没有任何黑洞如此接近我们。但是,当考虑到整个银河系时,我们的太阳系和半人马座几乎是紧挨在一起的。所以,如果你在我们的邻域寻找,会发现有很多黑洞可供选择。

但是,有时候我们认为的黑洞实际上并非如此。例如,在2020年,科学家们宣布在HR6819系统中发现了一个黑洞,距离我们仅有1100光年,这将使其成为“已知最近黑洞”的记录保持者。但是,另一个科学团队最终证明这个恒星系统中并没有黑洞。那么,科学家们为什么会犯这样的错误呢?原来,黑洞比丢失在洗衣机里的袜子还要难找。它们本身就是完全不可见的。因此,天文学家必须使用其他间接方法来寻找它们。

例如,他们可以寻找黑洞周围物质发出的光。如果有一团气体在黑洞周围旋转,黑洞的存在将使这团气体变得如此之热,以至于发出X射线。或者,如果黑洞至少有一个伴星,天文学家可以通过观察这颗伴星的移动或其光信号随时间的变化来推断黑洞的存在。

如果你想要更加奇特的方法,还可以使用被称为引力波的时空涟漪来找到黑洞。但技术上,这些涟漪只是显示在黑暗中有什么东西在潜伏。很多时候,黑洞可能存在的间接迹象实际上是对数据的误读。

那么,哪个黑洞的数据似乎最为确定呢?它是一个被称为Gaia BH1的物体,距离我们大约1500光年!这使它比之前的记录保持者近三倍,但仍然比半人马座远三百倍。天文学家非常确信这个黑洞是真实存在的,因为不仅仅是一个团队发现了它。

两个团队在2022年独立发现了Gaia BH1。如果两个团队能够在观测上达成一致,那对科学来说就是一次全垒打。现在,正如其名所示,Gaia BH1是在航天器Gaia的帮助下发现的。Gaia的主要任务是每晚扫描整个夜空,并制作超精确的恒星位置测量。

这允许Gaia追踪那些运动中有奇怪“摆动”的恒星。这意味着它们有一个在引力拉锯战中与之竞争的伴侣。这可能是行星、另一颗恒星,或者是是的,甚至是黑洞。

伴侣越重,离恒星越近,其影响力就越大。换句话说,天文学家可以通过测量摆动的程度来估计伴侣的质量。如果它足够重,但没有任何额外的光源,那么几乎可以肯定它是一个黑洞。

这就是天文学家对Gaia BH1的结论,但需要更多的观测来确认。最终,当几个地面望远镜组成超级英雄团队,使用不同的科学仪器研究摆动的恒星时,确认终于到来。他们不仅观察了恒星的移动,还观察了其光颜色的变化。

这是一种被称为多普勒效应的现象,当恒星向我们移动时,光看起来更蓝,当其轨道将其带离我们时,光看起来更红。颜色变化越极端,伴侣的质量就越大。而这颗恒星的伴侣如此之大,如果它是一颗恒星,那么它将比天文学家所能看到的恒星亮500倍。

换句话说,Gaia BH1是一个黑洞。它不仅是已知最近的黑洞,还有一些奇怪之处,这意味着天文学家不会就此将其束之高阁,转向其他目标。首先,Gaia是一个休眠的恒星质量黑洞。这种大小的“休眠”黑洞非常难以发现,因为它们没有积极地从一个伴星那里获取物质,抛出大量X射线供我们的望远镜看到。

这表明在我们周围可能有更多这样的黑洞。但是,Gaia BH1系统也因其接近程度而奇怪,因为,考虑到恒星和黑洞之间的距离,天文学家无法理解为什么变成黑洞的恒星没有吃掉它的伴星并在过程中被撕裂。

他们确实有一些假设,所以对系统的更深入观察可能会最终揭示答案,并提供对黑洞及其与其他天体相互作用的细微差别的更新看法。与此同时,其他天文学家正在寻找更近的黑洞。

如果Gaia BH1就在附近,我们可能已经在门廊下找到了多个隐藏的黑洞。在2023年,一组天文学家发布了他们运行的一些计算机模拟的结果,以模拟海德星团,距离我们大约150光年。为了使他们的数字恒星复制真实恒星的运动,他们需要向其中添加两个或三个黑洞。

如果海

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