罕見伽馬暴揭示神秘中型黑洞

蕭路

【正見新聞網2021年04月01日】

圖:黑洞造成的引力透鏡示意圖。Credit: Carl Knox, OzGrav

最新觀測表明,一個罕見的受到引力透鏡影響的伽馬暴可能表明其光線經過了一個中型黑洞附近。

目前常見的黑洞有兩種大小:一種是所謂的恆星級黑洞,通常是太陽質量的三到十倍;另一種是超大質量的黑洞,其存在於大多數星系的中心,包括我們的銀河系,它們的重量要重達數百萬至數十億倍。

但是在這兩種黑洞之間的中型黑洞卻非常罕見。這也引起了天文學中一個重要問題:超大質量黑洞是如何形成的?

到目前為止,僅檢測到少量中型黑洞,即質量介於100和100,000太陽質量之間的黑洞,並且沒有一個正好位於該範圍的中間。

這次新發現的引力透鏡黑洞恰好約55,000個太陽質量,這可能是這恆星級和超大質量黑洞之間的缺失環節。

澳大利亞蒙納士大學(Monash University)的埃裡克·塔蘭(Eric Thrane)教授在一份聲明中說,新發現的黑洞「可能是一個古老的遺蹟,一個在最初的恆星和星系形成之前就形成的原始黑洞。」

黑洞是一個天體,將巨大的物體壓縮成一個很小的空間。它們的引力如此之強,甚至沒有光也無法逃脫它們。

而光線經過黑洞附近時,則會被黑洞強大的引力扭曲,就像經過了一個放大鏡一樣。這個現象被稱為引力透鏡現象。

在這種情況下,遙遠天體發出的光經過了這個引力透鏡,就會一部分光線要經過一個彎曲的路徑,因此其到達地球的時間會比沒有受到引力透鏡影響的光線更晚一些。

研究團隊使用了最新技術分析了成百上千個伽馬暴,以試圖找到其中受到引力透鏡影響的樣本。最終,研究團隊注意到了這次發現的伽馬暴,它距地球約80億光年。

雖然研究團隊能利用引力透鏡現象精確測量中型黑洞的質量,但他們只能推測黑洞的形成方式:一種可能性是由兩個較小的黑洞合併而成的;另外,它也可能是從恆星級的黑洞,不斷吞噬周圍物質從而緩慢積累質量。

澳大利亞墨爾本大學(University of Melbourne)的雷切爾·韋伯斯特(Rachel Webster)教授在同一份聲明中說:「但這是一個緩慢的過程。」 「在宇宙時代,很難從太陽質量的種子上生長出超大質量的黑洞。」

研究團隊認為,僅在我們自己的銀河系中就有大約40,000個中間黑洞。

這項新研究發表在2021年3月29日的《自然天文學》雜誌上。
 
 

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