【正见新闻网2021年04月01日】
图:黑洞造成的引力透镜示意图。Credit: Carl Knox, OzGrav
最新观测表明,一个罕见的受到引力透镜影响的伽马暴可能表明其光线经过了一个中型黑洞附近。
目前常见的黑洞有两种大小:一种是所谓的恒星级黑洞,通常是太阳质量的三到十倍;另一种是超大质量的黑洞,其存在于大多数星系的中心,包括我们的银河系,它们的重量要重达数百万至数十亿倍。
但是在这两种黑洞之间的中型黑洞却非常罕见。这也引起了天文学中一个重要问题:超大质量黑洞是如何形成的?
到目前为止,仅检测到少量中型黑洞,即质量介于100和100,000太阳质量之间的黑洞,并且没有一个正好位于该范围的中间。
这次新发现的引力透镜黑洞恰好约55,000个太阳质量,这可能是这恒星级和超大质量黑洞之间的缺失环节。
澳大利亚蒙纳士大学(Monash University)的埃里克·塔兰(Eric Thrane)教授在一份声明中说,新发现的黑洞“可能是一个古老的遗迹,一个在最初的恒星和星系形成之前就形成的原始黑洞。”
黑洞是一个天体,将巨大的物体压缩成一个很小的空间。它们的引力如此之强,甚至没有光也无法逃脱它们。
而光线经过黑洞附近时,则会被黑洞强大的引力扭曲,就像经过了一个放大镜一样。这个现象被称为引力透镜现象。
在这种情况下,遥远天体发出的光经过了这个引力透镜,就会一部分光线要经过一个弯曲的路径,因此其到达地球的时间会比没有受到引力透镜影响的光线更晚一些。
研究团队使用了最新技术分析了成百上千个伽马暴,以试图找到其中受到引力透镜影响的样本。最终,研究团队注意到了这次发现的伽马暴,它距地球约80亿光年。
虽然研究团队能利用引力透镜现象精确测量中型黑洞的质量,但他们只能推测黑洞的形成方式:一种可能性是由两个较小的黑洞合并而成的;另外,它也可能是从恒星级的黑洞,不断吞噬周围物质从而缓慢积累质量。
澳大利亚墨尔本大学(University of Melbourne)的雷切尔·韦伯斯特(Rachel Webster)教授在同一份声明中说:“但这是一个缓慢的过程。” “在宇宙时代,很难从太阳质量的种子上生长出超大质量的黑洞。”
研究团队认为,仅在我们自己的银河系中就有大约40,000个中间黑洞。
这项新研究发表在2021年3月29日的《自然天文学》杂志上。