歐南天文臺：發現最近黑洞，距離一千光年，它將開啟天文學家噩夢

2020-10-18 星辰大海種花家

一個黑洞正隱藏在發現已久的HR 6819雙星系中，它位於南天區的望遠鏡座，距離地球約1000光年，這個雙星系統的視星等達到了5.45等，甚至我們用肉眼就能看到這個帶著黑洞狂奔的雙星系。

黑洞那麼「黑」，我們是怎麼發現它的？

黑洞可能是宇宙中最黑暗的天體，因為根據史瓦西求解廣義相對論的嚴格解--史瓦西度規：定義是光速繞行才不至於掉落中心的天體直徑，當天體的直徑坍縮至這個尺度時，宇宙中將沒有任何一種力能阻止它坍縮成黑洞，而在這個光速繞行範圍內，連光到逃不出來，所以這是一個不會發出任何光的天體。

19年4月10日發布的黑洞解讀

怎麼才能看到黑洞？

讓我們看不到黑洞的是引力，看到黑洞的也是引力！因為黑洞的超強引力會形成幾個有趣的特徵：

  • 吸積盤：物質高速繞行掉落時物質被壓縮發出的從微波到紅外到X射線甚至伽瑪射線全波段輻射。

  • 相對論性噴流：中心星體（中子星也可以有）吸積盤表面的磁場沿著星體自轉軸的方向扭曲並向外發射的高速物質流，這需要自轉軸對著地球方向才可能看到。

  • 引力透鏡：引力彎曲光線的形式會形成透鏡效應。

  • 引力擾動：超強引力可能干擾臨近恆星的運動，或者這些恆星可能會繞行這個看不見的黑洞。

  • 還有黑洞合併時的引力波和傳說中的霍金輻射，不過可惜到現在為止我們還沒有看到過所謂的霍金輻射，引力波還是靠譜的，但現代引力波觀測技術，僅僅只能發現中子星和黑洞合併這種超級規模的引力波動現象，而雙星繞行則有些困難。

HR 6819雙星系統中的黑洞是怎麼發現的？

HR 6819是一個雙星系統，視星等達5.45，所以它無需望遠鏡或者用小雙筒輔助即可不太費力的發現這個雙星系，歐南天文臺的天文學家利用智利La Silla天文臺使用MPG / ESO 2.2米望遠鏡研究這個雙星系統繞行時發現了這個黑洞，雙星系統中的一顆恆星大約以40天的周期圍繞這個黑洞公轉，從發現原理上來看，是黑洞的巨大質量引起了這個雙星系統運行軌跡的波動和繞行。

紅色為黑洞軌跡

與眾不同的HR 6819雙星系統黑洞

絕大多數黑洞天文學家都是通過黑洞吸積盤的X射線輻射被發現的，比如第一個黑洞候選之一的X-1天鵝座黑洞，還有銀心黑洞Sgr A*黑洞，也有去年公布的M87*黑洞，都是因為大量的X射線輻射露出了馬腳，但HR 6819雙星系統黑洞卻是一個安靜的黑洞！它沒有吸積盤（或者小到難以讓天文學家發現），因此它在錢德拉硬X射線衛星的全天區掃描中成了漏網之魚！

HR 6819

也正是這樣的發現，讓天文學家了解到，可能在地球周圍不遠的宇宙中，也非常有可能隱藏著這種宇宙巨獸，不由得讓人冷汗直冒，為什麼會這樣？因為利用X射線異常，可以大面積掃描天區得以快速發現，但這種安靜的黑洞需必須要驗證附近恆星的運動軌跡，這個效率可能要比掃描天區慢10000倍。

錢德拉X射線太空望遠鏡發現的銀心眾多的X射線源

所以HR 6819雙星系統黑洞所揭示的宇宙真相，可能就成了大家的噩夢！而據天文學家估計，這樣的黑洞可能在銀河系中高達數百萬個，所以這個噩夢還不是一般得大，按這個概率，估計100光年內就可能有好幾個黑洞在東遊西蕩！

這個距離最近的黑洞，會對地球產生威脅嗎？

這個黑洞的質量大約是太陽的四倍，這是一個典型的恆星型黑洞，簡單的說早期這裡是一個三星系統，而那顆恆星的質量超過了太陽的20-30倍，因此很快的就過完了自己的恆星生涯而爆成一顆超新星，中心這形成了黑洞！

但弔詭的是形成這個黑洞的超新星擴散的星雲卻沒有被發現，要不然這個位置就是一大片星雲，所以可能的結論就是這個黑洞和恆星系可能原先並不在這裡，或者至少黑洞不在這裡，它路過這裡並且俘獲了兩顆恆星的。

無論哪個結果，很幸運這個黑洞構成的三星系統正在遠離地球方向，徑向速度 （R v）+15.0 ± 4.2 [2] km / s，所以它未來也不會對地球構成威脅。

這是一個好消息，但HR 6819雙星系統黑洞開了一個壞頭，不過我們也沒法做這種掩耳盜鈴之事，至少讓我們見識到了宇宙的險惡！

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