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宇宙中离地球最近的黑洞在哪?我们周围还藏着多少黑洞?

三体迷  · 公众号  · 科幻  · 2017-03-16 15:42

正文

三体迷【宇宙探秘专栏】黑洞是根据爱因斯坦的广义相对论所推论,在宇宙中存在的一种奇异天体。由于黑洞将时空极度扭曲,以至于在一定范围内(事件视界内)连光也无法逃脱。一旦某个物体不幸靠近黑洞,那么它将被无情地吞噬。

在银河系中也存在着大量的黑洞。当谈及银河系黑洞时,想必大多数人都会条件反射地想到银河系中央的超大质量黑洞——人马座A*。这好比一头栖息于银河系中心区域的巨兽,质量相当于太阳的400万倍,吞吐之间惊天动地。以至于处在26000光年之外的我们也得以对其探究一二。

除了这颗超大质量黑洞,银河系的大多数黑洞都是恒星型黑洞。恒星型黑洞是大质量恒星超新星爆发的产物,质量通常为太阳的十几倍。在银河系中,恒星型黑洞数量众多,有些甚至就隐藏在太阳系周围。

目前为止,科学家发现的距离我们地球最近的黑洞是麒麟座V616(V616 Monocerotis),大约位于2800光年之外,质量为太阳的9-13倍。

其次便是天鹅座X-1(Cygnus X-1),距离地球约6000光年,质量约为太阳的15倍。这是银河系中一个著名的X射线源,是最早被广泛承认为黑洞的候选星体。对此,霍金还和基普·索恩打过赌,他认为这不可能是黑洞。最终,在大量观测数据面前,这场赌约以霍金认输而告终。

再远一些的就是天鹅座V404(V404 Cygni)了。这颗距离地球约7800光年的黑洞的质量约为太阳的12倍。早在18世纪,天鹅座V404就被科学家所察觉了,只不过当时它被认为是一颗变星。直到1989年,它的一次爆发再次引起了科学家的注意,随后才被确认是一颗恒星型黑洞。

实际上,以上这三颗黑洞有一个共同的特征——它们都处在一个双星系统中,都被一颗伴星紧密环绕。这也正是科学家得以探测到它们的原因所在。这三颗黑洞正在不断地吞噬着伴星的物质,大量物质在还未落入事件视界内时就被加热到了超高温度,于是爆发出惊人的X射线。

NASA的钱德拉X射线望远镜和欧航局的XMM-牛顿卫星可以有效地捕捉到这些X射线,从而对宇宙中的黑洞进行探测。

那么问题来了,如果一颗黑洞没有伴星,而是安安静静地做个美男子,科学家岂不是很难探测到它们的存在吗?去年的一项研究曾在7200光年外首次发现一颗黑洞发射出微弱的无线电波,但却无X射线爆发。科学家发现的这颗安静黑洞表明了银河系中可能还隐藏着大量未被发现的黑洞。是否还有距离我们更近的黑洞潜伏在周围呢?

对于银河系中黑洞的数量,科学家还可以基于超新星爆发的数量来进行的估算。再考虑到银河系尺寸,就可以进一步测算出银河系中黑洞分布的密度。据此估计,在我们的银河系中大约每隔125光年就存在一个黑洞。

当然,这只是一个非常粗略的估计。毕竟,黑洞可能因合并等原因而要稀缺得多,并且它们不见得会均匀分布。然而,毋庸置疑的是,银河系中还有大量的黑洞未被发现。

一般情况下,这些黑洞并不会对地球造成威胁。如果我们不幸遇到了隐藏在附近的流浪黑洞,那就另当别论了。