传说中的“小黑洞”真的存在吗?
传说中的“小黑洞”真的存在吗?
黑洞，因为肉眼看不到，所以成了宇宙中最神秘的天体之一。如今，天文学家们已经证实在银河系的中央有一颗超大质量黑洞。地球绕着太阳转，太阳绕着银河系中央转。这也就是说，地球一直在绕着一颗超大质量黑洞转。
既然有超大质量黑洞，那么，会有质量特别小的黑洞吗?带着这样的疑问，在2020年，天文学家们发现了一颗会变形的红巨星，并通过这颗红巨星，最终找到了让它扭曲的“元凶”——一颗小质量黑洞。
“独角兽”被发现
这颗黑洞被发现于麒麟座，天文学家们将其命名为“独角兽”。“独角兽”的质量大约是太阳质量的3倍，它距离地球大约1500光年，可能是距离地球最近的黑洞。
“独角兽”的奇特之处在于，作为一个黑洞，它的质量实在太小了。根据杨米尔斯方程，宇宙中可能存在着一种介于中子星和黑洞之间的“质量间隙”天体。曾几何时，这种“质量间隙”天体只存在于传说中。直到像“独角兽”这样的天体被发现，人们才开始相信“质量间隙”天体是真实存在的。
虽然“独角兽”的质量很小，但它依然具有黑洞的特点，只不过比起其他黑洞，它很难被发现和测量。通常天文学家们会通过观察黑洞附近的天体运行来观测黑洞。这一次，天文学家们观测到的是“独角兽”的伴星——红巨星。
畸变的红巨星带来了线索
最开始，天文学家们观测到了一颗奇怪的红巨星，它的光芒会不断地发生变化，似乎被什么扭曲着变了形，看上去就像一颗橄榄球。这就好比月球的引力扭曲了地球上的海洋，导致海洋向月球方向膨胀，从而形成了潮起潮落。
天文学家们经过仔细研究，认为这颗红巨星很可能是双星系统里的一颗，而另一颗很可能是颗黑洞。正是这颗黑洞的强大引力，才让红巨星产生了潮汐畸变。
但如果是黑洞的话，这颗黑洞的质量会非常小，大概不会超过太阳质量的5倍，恰好符合“质量间隙”天体的特点。
最终，天文学家们根据红巨星的速度、轨道周期以及潮汐力使其扭曲的现象，得出了一个重要结论：这是一颗质量等同于3颗太阳的黑洞。就此，传说中的“质量间隙”天体被发现了。
透过黑洞看宇宙
长久以来，对于天文学家们来说，寻找和研究黑洞是件非常困难的事，一是黑洞连光都不放过，无法直接观察；二是单个黑洞发出的射线与太空中其他物体发出的射线不同，对于大部分科学设备和仪器而言，这些射线表现得安静且黑暗。之所以能发现一些黑洞，是因为这些被发现的黑洞拥有伴星，从而创造出了相互作用的X射线，天文学家们正是通过捕捉到这些X射线，才发现了黑洞。
近年来，更多地试图寻找到更小质量黑洞的大规模实验正在不断展开，未来可能会发现更多的“质量间隙”黑洞，将为人类探索宇宙带来巨大的研究价值。
夏眠 摘自《青少年科苑》2022.5
