离地球最近的黑洞竟然近在眼前

风送水声

简介：蓦然回首，科学家们发现离我们地球最近的黑洞藏身在一片璀璨的星光中。冬日南天头顶的一个亮点，其实是两颗临近的恒星，而它们的旁边，就是我们所知最近的黑洞。银河中藏着数不清的“隐形的目标”，最新的研究将从这两颗星的特性开始。

在南半球的冬季，一个蓝色的光点在望远镜星座的上方闪闪发亮。它看起来像是一颗闪亮的星星，事实上，是两个轨道相邻的恒星，而它们旁边，伴随着我们所知离地球最近的黑洞。最新发现的黑洞位于HR 6819恒星系统，距离太阳系约1,011光年。今天，通过天文学和天体物理学揭晓了这个看不见的天体，并且将其锁定在轨道上，那里还有两颗看得见的恒星。它的质量约为太阳的4倍，比下一个黑洞离太阳的距离近了约2,500光年。天文学家卡里姆·巴德里是加州大学伯克利分校的博士生，他专门研究双星系统，但是并没有参与其中，他说：“它似乎一直隐藏在最显眼的地方。它是个足够亮的恒星[系统]，以至于人们早在80年代就一直在研究。但是，似乎还有一些惊喜等待我们发现。”

以人类的尺度来衡量，1000光年是个遥远的距离。如果对银河系的模型进行缩放，使地球到太阳的距离只有一根头发丝的宽度，那HR 6819大约有4英里远。但是，在银河系这样超过10万光年的宏伟的体系中，HR 6819实在太近了，这也意味着银河系中充满了黑洞。银河系中的所有恒星都绕着一个超大质量黑洞运行，称为射手座A+，最近研究人员发现，它旁边可能存在第二个黑洞。大多数星系的中心都有一个超大质量的黑洞，一个星系在与另一个星系合并后，其中心可能有多个黑洞。研究人员早就估计过，银河系是数以亿计的黑洞的家园，密度极高的物体，其引力场也十分强大，甚至是光都无法逃逸。但是，事实证明，发现这些黑暗的物体已极其困难。在星系中发现有十几个黑洞在气体云上“喂食”——当物质在黑洞边缘盘旋时，这个过程会发射X射线。但是，在我们这片星系中，大多数黑洞是无法观测的，因此，只有通过找到周围受其引力影响的物质，才能观察到它们。在外侧的恒星被成为Be星，它的质量是太阳的几倍大，燃烧的热度更大，光芒更蓝。在赤道，这颗恒星的表面以每秒300英里的速度旋转，比太阳赤道的旋转速度快200倍。里维尼亚斯说：“它们的旋转速度太快了，以至于物质几乎会自行飞离。”

早在2004年，智利拉西拉天文台用MPG/ESO 2.2米望远镜对HR6819进行了为期四个月的观测活动，发现该系统不是一对标准的双星。“正常”的内侧恒星似乎每40.3天绕另一个天体运行一次，而较大的Be星则绕着内侧恒星和神秘的第三天体飞行，这个距离更远。五年后，欧洲南方天文台的斯坦·什特福带头重新审视观测结果，其中暗示了HR 6819中有黑洞潜伏。但是2014年，什特福在一场车祸中丧生，导致该工作停止。里维尼乌斯是Be星方面的专家，并长期与什特福共事，2019年12月，他找到了重新审视HR 6819的新理由。一个独立小组发表了一项研究，详细描述了一个名为LB-1的星系，这个星系中的黑洞约比太阳质量大70倍。这项工作立即引起了人们的注意。基于物理学家们对恒星质量的黑洞形成(由一种巨星的超新星遗留下来)的了解，这种质量的黑洞不可能形成。当一颗大到可以产生如此大小黑洞的恒星死亡时，它的爆炸方式使得所产生的碎片无法衡量。然而，里维尼乌斯的团队注意到，LB-1的数据和几年前使用的HR 6819时所看到的数据非常相似。他们开始描述系统中神秘的第三个天体。并且，通过对内侧恒星轨道和亮度的计算，发现这个看不见的天体至少比太阳的质量大4.2倍，类似于银河系中已知的黑洞。迪特里希·莱德是这项研究的共同作者，也是ESO的名誉科学家，他说如果这个天体大概是4个太阳的质量，它不能成为一颗正常的恒星，因为这么大的恒星是很容易被检测到的。中子星是一些超新星爆炸后留下的致密的恒星核，这个恒星太庞大了，以至于不能称之为中子星。

然而，随着研究人员对他们的计划进行下一步行动，他们向什特福致敬，这是首先发现黑洞的驱动力。里维尼乌斯笑着说：“斯坦非常谨慎，他可能会注视着我说类似‘你真的确定吗？’这样的话。”