黑洞的一個關(guān)鍵特征是，它們的引力非常強大，甚至連光都無法逃脫。這意味著天文學家們通常通過它們對其他天體的引力影響或它們所吞噬的周圍物質(zhì)產(chǎn)生的輻射來探測它們。如果沒有任何附近的天體或吸積物質(zhì)，整個銀河系可能有數(shù)以億計的黑洞，而地球上的天文學家基本上是看不到的。

恒星之間的巨大空間被曾經(jīng)輝煌的恒星的死亡、燒毀和粉碎的殘余物所包圍。這些黑洞不能被直接看到，因為它們強烈的引力會吞噬光線。就像傳說中的“幽靈”，它們的存在只能通過觀察它們?nèi)绾斡绊懼車沫h(huán)境來推斷。

黑洞的質(zhì)量通常是我們太陽的數(shù)倍。如此密集的東西所產(chǎn)生的強大引力扭曲了它周圍的空間結(jié)構(gòu)，就像一個保齡球在蹦床的表皮上滾動。星光在這個空間引力坑附近經(jīng)過時，會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這就是“幽靈”黑洞被發(fā)現(xiàn)的原因。

天文學家估計，在我們銀河系的1000億顆恒星中，應該有1億個黑洞在“游蕩”。但是，由于黑洞不發(fā)出自己的光，它們極難被發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)在，天文學家終于有了明確的證據(jù)，可以在向銀河系中心看到的暴風雪般的恒星中“大海撈針地”找到一個。遠在黑洞后面的一顆恒星發(fā)出的光被從它前面經(jīng)過的黑洞瞬間提亮并偏轉(zhuǎn)。這是一個漫長而艱苦的測量過程，哈勃太空望遠鏡的精致分辨率很適合于此。黑洞強大的引力在星光的偏轉(zhuǎn)上留下了獨特的“指紋”，排除了其他潛在的引力透鏡候選者。

我們不需要擔心，因為這個黑洞在5000光年之外。但是，從統(tǒng)計學上看，這次探測意味著離地球最近的“游蕩”黑洞可能不超過80光年。

哈勃太空望遠鏡確定漫游在我們銀河系的孤立黑洞的質(zhì)量

天文學家估計，有1億個黑洞在我們銀河系的恒星中“游蕩”，但他們從未確切地確定過一個孤立的黑洞。經(jīng)過六年的細致觀察，美國宇航局的哈勃太空望遠鏡有史以來第一次提供了直接證據(jù)，證明有一個孤獨的黑洞在星際空間漂移，對這個“幽靈”天體進行了精確的質(zhì)量測量。到目前為止，所有的黑洞質(zhì)量都是統(tǒng)計學上的推斷，或者通過雙星系統(tǒng)或星系核心中的相互作用來推斷。恒星質(zhì)量的黑洞通常與伴星一起被發(fā)現(xiàn)，因此這個黑洞是不尋常的。

這個新探測到的“游蕩”黑洞位于5000光年之外，位于我們銀河系的Carina-Sagittarius旋臂。然而，它的發(fā)現(xiàn)使天文學家能夠估計，離地球最近的孤立的恒星質(zhì)量的黑洞可能近至80光年。離我們太陽系最近的恒星，半人馬座，離我們太陽系只有4光年多一點。

游蕩在我們銀河系的黑洞是由罕見的巨星（不到銀河系恒星總數(shù)的千分之一）誕生的，其質(zhì)量至少是我們太陽的20倍。這些恒星作為超新星爆炸，殘余的核心被引力擠壓成一個黑洞。由于自爆不是完全對稱的，黑洞可能會受到?jīng)_擊，像一個被炸毀的炮彈一樣在我們的星系中飛馳。

(資料圖片僅供參考)

望遠鏡無法拍攝到失控的黑洞，因為它不會發(fā)出任何光線。然而，黑洞會扭曲空間，然后偏轉(zhuǎn)并放大來自任何在它身后瞬間排成一行的星光。

地面望遠鏡監(jiān)測著銀河系中央隆起處豐富的星域中數(shù)百萬顆恒星的亮度，當一個巨大的天體從我們和恒星之間經(jīng)過時，它們中的一顆就會突然變亮。然后哈勃對最有趣的此類事件進行跟蹤。

兩個團隊在調(diào)查中使用了哈勃的數(shù)據(jù)--一個由馬里蘭州巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的Kailash Sahu領導；另一個由加利福尼亞大學伯克利分校的Casey Lam領導。這兩個小組的結(jié)果略有不同，但都表明存在著一個緊湊的天體。

一個前景天體從位于其身后很遠的恒星前面經(jīng)過時，由于其引力導致的空間扭曲將使背景恒星的光線在經(jīng)過它的前面時瞬間彎曲并放大。天文學家利用這種被稱為引力微透鏡的現(xiàn)象來研究恒星和系外行星，到目前為止，在我們銀河系內(nèi)看到了大約3萬個事件。

一個前景黑洞的特征在其他微透鏡事件中顯得很獨特。黑洞非常強烈的引力將使透鏡事件的持續(xù)時間延長到200多天。另外，如果介入的天體是一個前景星，那么它將導致測量的星光出現(xiàn)短暫的顏色變化，因為來自前景星和背景星的光將瞬間混合在一起。但是在黑洞事件中沒有看到顏色變化。

恒星質(zhì)量的黑洞的存在自20世紀70年代初以來一直為人所知，但所有的質(zhì)量測量--直到現(xiàn)在--都是在雙星系統(tǒng)中進行的。來自伴星的氣體落入黑洞，并被加熱到如此高的溫度，從而發(fā)射出X射線。大約有二十多個黑洞通過它們對伴星的引力作用在X射線雙星中測量了它們的質(zhì)量。質(zhì)量估計從5到20個太陽質(zhì)量不等。在其他星系中通過黑洞和伴星之間的合并產(chǎn)生的引力波探測到的黑洞已經(jīng)高達90個太陽質(zhì)量。

Sahu說：“對孤立的黑洞的探測將為我們銀河系中這些天體的數(shù)量提供新的見解。但這是一個大海撈針式的搜索。預測是，幾百個微透鏡事件中只有一個是由孤立的黑洞引起的。”

美國宇航局即將發(fā)射的南?！じ窭姿埂ち_曼太空望遠鏡將發(fā)現(xiàn)幾千個微透鏡事件，其中許多預計是黑洞，并且將以非常高的精度測量偏轉(zhuǎn)。

在1916年的一篇關(guān)于廣義相對論的論文中，愛因斯坦曾預言，他的理論可以通過觀察太陽的引力抵消背景恒星的明顯位置而得到檢驗。在1919年5月29日的一次日食中，由天文學家亞瑟·愛丁頓和弗蘭克·戴森領導的合作對這一點進行了測試。愛丁頓和他的同事測量到一顆背景星被偏移了2角秒，驗證了愛因斯坦的理論。這些科學家們很難想象，一個多世紀后，這種同樣的技術(shù)會被用來--以難以想象的千倍精度--尋找整個銀河系的黑洞。