发现了宇宙中最大的黑洞之一! 这个宇宙永远不会忘记震撼人类。 恐怖黑洞的出现告诉人类,这个宇宙还有很多未知等待探索。
在距离我们大约27亿光年的地方,有一个巨大的星系团,叫做Abell 1201,里面包含了很多星系。 最亮的星系,被称为最亮星团星系(BCG),也被称为中心星系,被命名为Abell 1021 BCG。 它是一个巨大的弥散椭圆星系,其中心隐藏着一个超大质量黑洞。
尽管这个黑洞体积庞大,但要“称量”它并不容易。 黑洞之所以“黑”,是因为它连光都能吞噬,人类难以察觉。 然而,黑洞在吞噬物质的同时,也形成了吸积盘,并产生了非常明亮的辐射,天文学家可以观测到。 如果没有与周围空间或物质的相互作用,连黑洞都很难探测到,更不用说测量了。
但是Abell 1021 BCG的黑洞属于那种比较安静的黑洞,给天文学家的研究带来了困难。 所以一直以来,天文学家都无法准确计算出这个黑洞的质量,只知道它确实是一个宇宙怪兽。 近日,英国天文学家利用引力透镜终于准确计算出它的“重量”。
引力透镜效应大家都很熟悉,它是一种源自爱因斯坦广义相对论的物理现象。 我们都知道光在空间中以直线传播。 但如果空间本身是弯曲的,光的路径也会被逆转。
大质量物体可以通过自身引力扭曲空间,使它们背后的光线发生偏转。 因为这种偏转有点像凸透镜的规律,也能把后方天体的影像放大,所以这种现象叫做引力透镜效应。
一般来说,只有一个恒星质量或更小的物体对光的偏转被称为微引力透镜效应。 星系甚至星系团产生的引力透镜效应可用于许多宇宙学研究,包括测量遥远黑洞的质量。
星系 Abell 1021 BCG 具有这种能力。 2003年,天文学家首次对其进行观测时,发现其旁边有一个形状类似眉毛的光点。 这就是引力透镜效应的表现。 就像这样。 2017 年,天文学家再次在这里发现了引力透镜效应,这次是一个更暗但更靠近星系中心的点。
能够产生如此强大的引力透镜效应天文学家发现黑洞,离不开Abell 1021 BCG巨大的质量,而超大质量黑洞对这个质量的来源功不可没。 黑洞质量越大,引力透镜效应越强,反之亦然。 因此,通过背景天体的扭曲程度,天文学家就有办法推断出这个超大质量黑洞的质量。
杜伦大学的物理学家 James Nightingale 和他的同事收集了更多关于这个星系的数据,并设计了分析它的工具。 他们模拟了数十万次光在宇宙和阿贝尔1021 BCG附近空间的运行轨迹,并不断调整黑洞的质量,以达到天文学家在实际观测中的效果。
研究人员利用最新的数据拟合方法得出结论,Abell 1021 BCG 的黑洞质量是太阳的 327 亿倍! 也就是说,当这个黑洞的质量达到太阳的327亿倍时,就会出现我们看到的现象。
要知道,这比之前天文学家估计的数值大了将近 70 亿倍。 一般来说,质量超过太阳100万倍的黑洞称为超大质量黑洞,质量超过太阳100亿倍的黑洞可称为超大质量黑洞。 ).
不仅如此,按照目前的理论,黑洞不可能被无限吞噬,而是会有一个质量上限,大约是太阳的500亿倍。 也就是说,Abell 1021 BCG的黑洞已经接近这个理论极限。
按照这个质量来计算,它的视界直径可以达到惊人的1290天文单位天文学家发现黑洞,也就是将近1900亿千米! 要知道,冥王星和太阳之间的距离最多只有73亿公里。 也就是说,如果这个黑洞放在太阳系中,别说八大行星全部,就是冥王星所在的柯伊伯带也会被它彻底吞噬。
然而,Abell 1021 BCG 的黑洞并不是质量最大的黑洞。 迄今为止,人类发现的最大黑洞是凤凰A,其质量是太阳的1000亿倍! 然而,就像 Abell 1021 BCG 的黑洞一样,Phoenix A 的质量也存在争议。 毕竟它的质量超过了黑洞理论上的质量上限。 或许未来通过新的手段观察后,会得到不同的数据。
即便只有凤凰A的1/3左右,Abell 1021 BCG的黑洞仍然可以挤进人类已知黑洞质量前十名。
不仅如此,借助这种新的研究方法,未来天文学家还可以效仿,分析其他遥远的超大质量黑洞并测量它们的质量,这是研究人员最为兴奋的事情。
不过,这里也存在一定的问题,那就是阿贝尔1021的星系团比较特殊,与其他星系团并不完全相同。 因此,这种方法能否应用于其他星系团的引力透镜效应,目前还不清楚。 确认的。
不过夜莺对此很有信心。 他认为,这将是未来人类测量遥远不活跃黑洞质量的重要工具,也可能为解开超大质量黑洞形成之谜提供新的线索。