黑洞——宇宙中最為神秘的天體。在宇宙中,我們很難發(fā)現(xiàn)黑洞的存在,這是因為黑洞會吞噬自身周圍的一切,這是只屬于黑洞的天體特征。這種特征被稱為事件視界,在視界的范圍之內(nèi),連宇宙中速度最大的光線也會被捕捉吞噬。我們該如何發(fā)現(xiàn)黑洞的存在?旋繞在黑洞周圍的恒星給了我們找到黑洞的機會。一旦恒星與黑洞相近到一定距離,恒星里的物質(zhì)會被黑洞吸收,吸收的本質(zhì)便是發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)之后會釋放出X射線。X射線的存在就像一束光,照亮黑洞,讓黑洞的存在有跡可循。但是,黑洞在宇宙中無處不在,而恒星的數(shù)量是有限的,那么,我們該如何找到這種隱匿的沒有恒星與之相組合的黑洞呢
有一種方法,無法親眼看見,但是可以發(fā)現(xiàn)黑洞的存在。這是一種間接尋找黑洞的方法,是用黑體與其他天體間的相對引力來進行尋找。在對黑洞的研究中,有人找到了一個與地球相距最近的黑洞,這一發(fā)現(xiàn)最早是由歐洲南方天文臺的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)并發(fā)表在《天文與天文物理學(xué)雜志》上。這個發(fā)現(xiàn)的根源在于另一個發(fā)現(xiàn)。在南半球,用我們的肉眼就可以看見一個恒星系統(tǒng)——恒星系統(tǒng)HR6819,這是一個普通的恒星雙星系統(tǒng)。但是因為在系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)有一顆星體出現(xiàn)了周期性搖擺,于是得出結(jié)論,這個系統(tǒng)并不是雙星系統(tǒng),在里面,還有一個未被人類發(fā)現(xiàn)的存在,而這個天體,我們暫時未觀察到。這個未知天體周圍的兩個已知天體是圍繞著它運動的。
較近的那一可以大概為40天的周期旋轉(zhuǎn),較遠的周期大于40天,具體是多少,也不大清楚。據(jù)探測,此未知天體的質(zhì)量是太陽的4.2倍。這個質(zhì)量與距離的結(jié)合,應(yīng)該可以在地球上觀察到的存在。那么,經(jīng)過逆向推測,我們得出結(jié)論,這個未知天體應(yīng)該是一個黑洞。以上研究的最終結(jié)論,即是此雙星系統(tǒng)的真實情況是一個由三個天體組成的系統(tǒng),而且是兩個恒星一個黑洞。
在歷史上,這個問題并不是最近提出的,而是早在2004年就已經(jīng)有天文學(xué)家在長期的觀察中得到了這個結(jié)論的前身,即數(shù)據(jù)。但是在當時,這些數(shù)據(jù)并未讓人留意,于是,直至現(xiàn)在,最終結(jié)論才得以出現(xiàn)。
對于研究,經(jīng)過了一番波折,才有了最終的結(jié)論。首先是去年,最大質(zhì)量級恒星級的黑洞的被發(fā)現(xiàn),這個黑洞的質(zhì)量達到了太陽的70多倍,觀察到這個黑體的劉繼峰團隊繼而發(fā)現(xiàn)了其中反復(fù)無常的光線譜,通過對光線譜的研究,得到恒星在圍繞某未知天體做圓周運動的結(jié)論。這個被劉繼峰團隊用郭守敬望遠鏡得到的發(fā)現(xiàn)及研究成果在發(fā)表在《自然》雜志上后,引起了其他人的注意。
就是那些未被引起注意的數(shù)據(jù)的擁有者,Rivinius,他發(fā)現(xiàn)自己的數(shù)據(jù)和劉繼峰團隊得到的數(shù)據(jù)有一定的相似性,于是他和他的團隊將數(shù)據(jù)拿出來重新進行研究。在研究中,團隊猜測黑洞的來源是在數(shù)千萬年前的超新星爆發(fā)之后留下來的遺跡。又發(fā)現(xiàn),在這個雙星系統(tǒng)中隱匿多年的原因,是因為這兩顆恒星與黑洞之間的距離較遠,處在一種安全、不被吞噬的狀態(tài),黑洞并未吸收恒星的物質(zhì),并未產(chǎn)生X射線,因此未被觀察到它的存在。
從這個結(jié)果中,我們發(fā)現(xiàn)了天文學(xué)上的另一個誤解。天文學(xué)家們一致認為,超新星一定會影響到其周圍存在的天體,要么吞噬,要么“趕走”。我們可以看到,在宇宙中,也一定大量存在著和其他恒星“和平共處”的黑洞。這個發(fā)現(xiàn)即將為天文學(xué)家們帶來更多對黑洞的研究工作。而上述劉繼峰團隊的發(fā)現(xiàn)及研究成果,LB-1系統(tǒng),也可能是這種“安靜”的黑洞中的一者。而Rivinius提出,他的團隊已經(jīng)對LB-1系統(tǒng)展開了研究。
恒星HR6819的發(fā)現(xiàn)帶來的影響遠不止這些,在這個系統(tǒng)中,有人注意到了另一個大的方面,就是黑洞是如何形成的,并得到了一些結(jié)論。我們已經(jīng)知道黑洞和其他天體發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的影響是怎么樣的,卻從未得知黑洞在與其他天體接觸之前,是如何形成的,又是在什么條件下,黑洞才會與天體接觸并合并。
但是,這些結(jié)果并沒有說服所有人。并未對此進行過研究的加州大學(xué)伯克利分校的Kareem EIBadry表示,此項結(jié)論的得出,基于一系列并不準確可靠的假設(shè),特別是對黑洞的質(zhì)量做出的假設(shè),表示黑洞的質(zhì)量是太陽的五倍左右。一旦不是,則此顆黑洞可能并不是真正的黑洞,而可能是一個恒星,因為其質(zhì)量太小而無法探測到。
阿姆斯特丹大學(xué)的Edward vanden Heuvel 也對此項結(jié)果表示懷疑。他從另一個角度提出了疑惑。這個未知天體不一定是黑洞,也有可能是另一個雙星系統(tǒng)。在宇宙中,四星系統(tǒng)是一個很普遍的存在。如果沒有確切可靠的證據(jù),比如探測到X射線,表示這個天體就是黑洞,那么,這個未知天體到底是什么,還不得而知。
對于所有懷疑,Rivinus 表示,要得到這個未知天體的真實身份,還需要更長時間的研究和更多儀器設(shè)備的觀測。因為疫情的原因,天文臺暫不開放。Rivinus已經(jīng)做出決定,一旦可以進行觀測,那么他們的研究將會立刻開始。