一個星團，兩個黑洞？

胡德良

黑洞是不合群的：它們不但從環繞的恒星那里吞噬氣體，而且根據理論，它們還會將另外一個相對弱小的黑洞“趕”出自己的家園。然而令人意想不到的是，如今天文學家卻在一個星團中，發現了兩個獨立的黑洞！

非典型星團

所有銀河系中的星團都是很久以前形成的，短命的大型恒星死亡而變成了黑洞。這些黑洞的質量比星團內任何一顆仍然發光的恒星都要大，因此會下沉到星團的中心處。在那里，較為強大的黑洞會利用其巨大的引力將其他黑洞一一驅逐到偌大的星系空間，以保證在一個星團中只有一個黑洞系統。因此，人們長期以來的共識是，一個典型的球狀星團（一種包含著幾十萬顆恒星的恒星密集型團體）只能容納一個恒星質量的黑洞。

而今天，我們要談論的這個非典型的球狀星團M22，位于人馬座，距離地球1萬光年。美國密歇根州立大學（Michigan State University）的天文學家杰伊·斯特拉德（Jay Strader）及其同事，利用甚大陣列望遠鏡（Very Large Array，VLA）進行觀測后發現，M22中竟然有兩個物體的無線電波譜類似于黑洞系統的波譜。按照道理，白矮星或中子星不會釋放出這么多的無線電波，這就意味著在這個球狀星團中，也許擁有兩個獨立的黑洞。

這個發現自然讓所有人大吃一驚，它推翻了之前人們長久以來的認知。研究小組成員、英國南安普頓大學（University of Southampton）的天文學家托馬斯·馬卡羅恩（Thomas Maccarone）說：“我們非常激動，但是我們想謹慎一些，確保能夠排除所有其他的可能性。”“這是一個相當重大的發現，”美國西北大學埃文斯頓分校（Northwestern University in Evanston）的天體物理學家斯蒂凡·昂布雷特（Stefan Umbreit）說，“這表明，黑洞的噴射過程并不像我們想象的那么高效。”

我也要說不

然而，美國加州理工學院帕薩迪納分校（California Institute of Technology in Pasadena）的天文學家施里尼瓦斯·庫爾卡尼（Shrinivas Kulkarni）卻對這個結果非常懷疑，他甚至愿意下100美金的賭注——這兩個天體都不是黑洞！庫爾卡尼聲稱：“偉大的發現需要強有力的證據證明，如果M22擁有過多的恒星，那么該星團中很可能會有一些奇怪的恒星，釋放類似黑洞系統中特有的無線電波譜。”

雖然目前人們還無法確認，這兩個奇怪的天體究竟是不是黑洞，倘若真是黑洞，那么它倆則代表著兩個“第一”：它們是人類在銀河系星團中發現的第一批黑洞；它們也是利用無線電波發現的第一批恒星質量的黑洞（科學家是根據旋進黑洞的熾熱氣體散發出的X射線，發現銀河系中第一顆恒星質量的黑洞——天鵝座X-1的）。

事實上，斯特拉德的研究小組經過探測，并沒有發現來自這兩個天體的X射線，這說明它們散發出的無線電波比我們預知的要多得多。斯特拉德說：“這是所有10～20倍太陽質量的黑洞的一個共同特點，它倆很可能就是恒星質量的黑洞，其大小類似于15倍太陽質量的黑洞天鵝座X-1。”此外，這兩個疑似黑洞都位于距離星團中心幾光年的范圍之內，這個位置與大質量天體的位置相符，因為大質量天體按理都會沉到星團的中心部位。但庫爾卡尼仍然堅持認為：“這么大質量的天體應該下沉到距離星系中心更近的位置上，而且沒有X射線意味著它們根本不是黑洞。”

更多的黑洞

當然，如果這兩個天體確實是黑洞，那么每個黑洞都可能會有一顆恒星環繞，以產生人們能夠觀測到的無線電波。據哈勃太空望遠鏡的觀測顯示，在一個疑似黑洞的附近，有一顆紅矮星在運動。而根據其他的觀測顯示，這兩個疑似黑洞的附近，可能還有一顆橙矮星。雖然天文學家目前仍需進一步確定，但該發現表明，M22中可能還會擁有更多的黑洞——因為沒有恒星作伴的黑洞是無法釋放出無線電波的。

如果真如斯特拉德所說的，M22中存在著那么多黑洞的話，也許黑洞并沒有我們想象的那樣不合群。也許在這個星團以及其他星團中，還有更多的黑洞等待著科學家去發現。