同一星團(tuán)中的兩個(gè)黑洞

胡德良

黑洞是不合群的：它們不但從環(huán)繞的恒星那里吞進(jìn)氣體，而且根據(jù)理論，它們還會(huì)將另外一個(gè)黑洞踢出自己的家園。然而，現(xiàn)在天文學(xué)家稱，他們發(fā)現(xiàn)兩個(gè)獨(dú)立的黑洞存在于同一個(gè)星團(tuán)中，這表明在這個(gè)星團(tuán)以及其他星團(tuán)中會(huì)有更多的黑洞等待科學(xué)家去發(fā)現(xiàn)。

以前，天文學(xué)家在銀河系的星團(tuán)中從來(lái)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)黑洞。這個(gè)正在談?wù)撝械男菆F(tuán)是一個(gè)所謂的球狀星團(tuán)，它是一種包含著幾十萬(wàn)顆恒星的恒星密集型團(tuán)體。銀河系中所有的星團(tuán)都是在很久以前形成的，因而其中短命的大型恒星已經(jīng)死亡并且變成了黑洞。每個(gè)黑洞的質(zhì)量比星團(tuán)內(nèi)許多仍然發(fā)光的任何一顆恒星的質(zhì)量都要大，因此黑洞應(yīng)該沉到星團(tuán)的中心處。在中心處，黑洞巨大的引力會(huì)將其他黑洞逐出到偌大的星系空間，至多剩下一個(gè)黑洞系統(tǒng)。

起碼以前的理論是這樣的?，F(xiàn)在，密歇根州立大學(xué)的天文學(xué)家杰伊·斯特拉德及其同事說(shuō)，他們?cè)贛22中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)獨(dú)立的黑洞。M22是個(gè)距離地球10 000光年的球狀星團(tuán)，位于人馬座。利用新墨西哥州索科洛附近的甚大陣列望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的觀測(cè)顯示，兩個(gè)物體的無(wú)線電波譜類似于星團(tuán)之外其他黑洞系統(tǒng)的波譜。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓人大吃一驚。“我們非常激動(dòng)，”研究小組成員、英國(guó)南安普敦大學(xué)的天文學(xué)家托馬斯·馬卡羅恩說(shuō)，“但是，我們想謹(jǐn)慎一些，確保能夠排除所有其他的可能性?！?/p>

“這是一個(gè)相當(dāng)重大的發(fā)現(xiàn)，”伊利諾伊州西北大學(xué)埃文斯頓分校的天體物理學(xué)家斯蒂凡·昂布雷特說(shuō)，“這表明，黑洞的噴射過(guò)程不像我們?cè)詾榈哪敲锤咝А！?/p>

然而，加州理工學(xué)院帕薩迪納分校的天文學(xué)家施里尼瓦斯·庫(kù)爾卡尼持有懷疑態(tài)度，他甚至愿意下100美金的賭注，認(rèn)為那兩個(gè)天體都不是黑洞?！皞ゴ蟮陌l(fā)現(xiàn)需要強(qiáng)有力的證據(jù)，”他說(shuō)，“該發(fā)現(xiàn)不能使我信服?！睅?kù)爾卡尼稱，如果M22擁有過(guò)多的恒星，那么該星團(tuán)中很可能會(huì)有一些奇怪的恒星，可以釋放類似黑洞系統(tǒng)中特有的無(wú)線電波譜。

如果這些發(fā)現(xiàn)能夠成立，這兩個(gè)黑洞則代表著兩個(gè)“第一”：它們是在銀河系星團(tuán)中發(fā)現(xiàn)的第一批黑洞；它們也是利用無(wú)線電波發(fā)現(xiàn)的第一批相當(dāng)于恒星質(zhì)量的黑洞。其他恒星質(zhì)量的黑洞，如天鵝座X-1，是由于旋進(jìn)黑洞的熾熱氣體散發(fā)出X射線而引起科學(xué)家注意的。

事實(shí)上，斯特拉德的研究小組沒(méi)有發(fā)現(xiàn)來(lái)自該黑洞系統(tǒng)的X射線，這說(shuō)明它們散發(fā)出的無(wú)線電波要多得多。斯特拉德說(shuō)，這是10倍～20倍于太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞所擁有的一個(gè)特點(diǎn)，很可能就是恒星質(zhì)量的黑洞，類似于15個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞——天鵝座X-1。此外，兩個(gè)黑洞都位于距離星團(tuán)中心幾光年的范圍之內(nèi)，這個(gè)位置與大質(zhì)量天體的位置相符，因?yàn)榇筚|(zhì)量天體應(yīng)該會(huì)沉到星團(tuán)的中心部位。但是，庫(kù)爾卡尼反駁說(shuō)，這么大質(zhì)量的天體應(yīng)該下沉到距離星系中心更近的位置。他還說(shuō)，沒(méi)有X射線意味著它們根本不是黑洞。

然而，如果這兩個(gè)天體是黑洞，那么每個(gè)黑洞都可能會(huì)有一顆恒星環(huán)繞著，并且往黑洞中注入恒星物質(zhì)，以產(chǎn)生所觀察到的無(wú)線電波。有一次，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)顯示，在一顆紅矮星附近有一個(gè)推斷出來(lái)的黑洞。紅矮星比太陽(yáng)小得多，溫度也要低得多，而且也暗得多。其他的觀察顯示，黑洞的伴星可能是一顆紅矮星，其特點(diǎn)介于紅矮星和太陽(yáng)之間。

該發(fā)現(xiàn)表明，M22中可能擁有更多的黑洞，因?yàn)闆](méi)有恒星做伴的黑洞不會(huì)釋放出無(wú)線電波?！拔艺J(rèn)為很可能會(huì)有更多的黑洞?！彼固乩抡f(shuō)。

如果是這樣的話，盡管你很可能不想把黑洞邀請(qǐng)到晚會(huì)上去，但是它們可能不像我們?cè)詾榈哪菢硬缓先海?/p>