流浪黑洞，究竟何去何从？天文学家有了答案全球通讯

一个巨型黑洞处于躲避侦测的状态中，但是科学家们无法解释其中的缘由

对于科学家们来说，有关这颗黑洞之谜仍未被解开

【资料图】

这张Abell 2261星系团合成图像包含了来自于NASA哈勃望远镜以及昴星团望远镜的光学数据，它呈现了处于星系团和背景中的星系。钱德拉X射线天文台显示有热气体（图中粉色的部分）弥漫在星团中。图像的中间显示了星团中心的大型椭圆星系。

（图片来源：X 射线：NASA/CXC/密歇根大学/K. Gültekin；光学数据：NASA/STScI/NAOJ/Subaru；红外线：NSF/NOAO/KPNO）

一个巨大的黑洞正在从天文学家的视线中悄悄地溜走。

一直以来，科学家们都认为几乎所有的星系中心都潜伏着一个特大质量黑洞。举个例子来说，我们的银河系中就存在一个能和四百万个太阳相媲美的黑洞，在M87星云中——唯一一个已有成像的黑洞——足以和24亿个太阳系相媲美。

天文学家们根据星团的质量推测，距离地球27亿光年，位于Abell 2261星团中心的巨大星系中应该存在一个更大的黑洞——一个质量达到30至1000亿个太阳的吞噬光的“巨兽”。但是迄今为止，这位天外来客仍未能被观测到。

事实上，科学家们早就利用由NASA钱德拉X射线天文台于1999和2004年采集到的数据来寻找从星系中散射出的X射线。X射线能够间接证明黑洞的存在：当物质被吸入黑洞时会急剧加速和升温，同时发射出许多高能量的X射线。但这都是徒劳。

如今，在钱德拉采集到的数据的支持下，科学家对于同一星系所发射出的X射线有了更深入的调查和研究。在调查过程中，除了观测星系中心，还考虑到黑洞被锁定在一个巨大融合星系腹地的可能性。

当黑洞和其他大质量星体碰撞的过程中，会在时空中产生一种名为引力波的波纹。科学家说，如果这种辐射波没有呈现出一种均匀分布的状态，那这些波不会把（碰撞后产生的）致密超大质量黑洞推出新产生的星系中心。

这种“反冲”黑洞完全是一种假想的概念，因为没有人可以给出一个确切的实例。事实上，“这些超大质量黑洞能否靠得足够近，能否产生引力波，又能否合并仍然是未解之谜。”NASA官方在这项新研究中写下这样一段声明。

“黑洞反冲现象的发现促使科学家们进一步使用和开发天文台去寻找超大质量黑洞合并时产生的引力波”他们补充道。

如果我们想要捕捉那种奇观，那么Abell 2261 星系的中心就是首选，科学家们评价道，因为它的中心存在这种奇观产生的一些蛛丝马迹。举个例子，根据哈勃以及地基昴星团望远镜的观测结果来看，在恒星密度最高的地方，也就是这个星系的核心，比理想状态中的核心大小要超出许多。与此同时，星体密集区也距星系中心2000光年——“弱水之隔”，NASA官方如此评价。

在最新的研究中，来自密歇根大学的Kayhan Gultekin带领他的团队证明了在星系的中心区域没有致密星体存在的可能性。但是钱德拉天文台并没有在那里捕捉到任何X射线存在的迹象，甚至在星系中心或在星团深处核心都没有发现。所以超大质量黑洞的消失仍然是一个谜。

这个未解之谜有可能被哈勃的继承者——NASA的韦布空间望远镜解决。

如果韦布空间望远镜没能在（Abell）星系中心或者在比它更大的致密星团中探测出黑洞，“那么最好的解释就是黑洞已经完全脱离了星系中心”，NASA官方解释道。

天文学会在它的杂志上刊登了有关这一最新研究成果的内容，使大众更进一步了解黑洞消失的原因。

相关知识

黑洞是时空展现出极端强大的引力，以致于所有粒子、甚至光这样的电磁辐射都不能逃逸的区域。广义相对论预测，足够紧密的质量可以扭曲时空形成黑洞。事件视界，是一种时空的曲隔界线。视界中任何的事件皆无法对视界外的观察者产生影响。尽管事件视界会对试图穿过其的物质产生影响，但是根据广义相对论，对于一个在宽广空间以等加速度运动的观测者来说，无论周围的物质如何移动，视界看起来都在一个固定的距离外。在许多方面来说，黑洞由于不反光的特性，它就像一个理想状态下的黑体。此外，弯曲时空中的量子场论预测，事件视界发出的霍金辐射如同黑体的光谱一样，其温度和质量成反比。对于恒星级黑洞，这种温度往往在数十亿分之一K，因此基本上无法观测。

哈勃望远镜是一种在近地轨道上运行的太空望远镜，它于1990发射且至今仍在运行。它不是第一台太空望远镜，但是它是最大也是最全能的，对于天文学家来说它也是必不可少的天文仪器。哈勃空间望远镜是以天文学家爱德温·哈勃为名，它是NASA拥有的最优越的天文台之一。太空望远镜研究所筛选哈勃望远镜的成果并对数据进行进一步的研究，戈达德太空飞行中心控制望远镜的运作。

BY:Mike Wall

FY:冬逝

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(责任编辑：黄俊飞)

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时间：2023-04-11 14:17:32来源 : 科普中国

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