科學家首次發現沒有恒星圍繞"孤獨黑洞"

2025-04-28 | 來源: 大紀元 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

過去，天文學家普遍認為黑洞周圍通常環繞著恒星。不過，近期天文學家發現銀河系中，一個無任何恒星伴隨的“孤獨黑洞”。這一發現不僅讓他們困惑，也有望顛覆天文學界對黑洞和宇宙的舊有認識。

在此之前，科學家觀察所有已發現的黑洞，至少都有一顆伴星（雙星系統中，在其中一顆恒星演化為黑洞後，另一顆質量較小的恒星為伴星）存在。黑洞對伴星發出的光產生影響，因此才容易被天文學家發現，若黑洞沒有伴星將難以被發現。

根據科學家的理論估計，銀河系數千億顆恒星中可能隱藏著多達1億個黑洞。然而，目前科學技術仍無法完整偵測到這些黑洞，因為它們與大恒星排列在一起的可能性非常小。

這次，美國太空望遠鏡科學研究所（STScl）、英國聖安德魯斯大學（University of St Andrews）系外行星科學中心、歐洲南方天文台（European Southern Observatory，ESO）共同合作，確認先前觀測到的暗天體“OGLE-2011-BLG-0462/MOA-2011-BLG-191”，是一顆沒有恒星存在的“孤獨黑洞”。

該研究成果於4月11日發表在《天文物理學雜志》上，同時詳細描述整個團隊過去幾年來對這個黑洞的身份與確認。另外，研究還探討了其對黑洞形成理論的潛在影響。

該研究團隊最初注意到這顆天體，是因為它經過一顆遙遠的恒星前方時，其強大的引力如同一個宇宙放大鏡，瞬間扭曲了時空，放大了該恒星的光芒，並在短時間內改變它在宇宙中的位置（視位置偏移）。

他們於2022年的研究報告中指出，當時通過哈伯望遠鏡（Hubble Space Telescope）在2011年至2017年的數據，發現了某個“暗天體”穿過距離地球約5,000光年射手座懸臂（Carina-Sagittarius），它對周圍的星光造成長達270天的透鏡效應。

透鏡效應（Gravitational Lensing）是指背景光源發出的光，受到黑洞、星系及星系團強大引力場的影響，光線就會像通過透鏡一樣發生彎曲（擾動效應）。先前，科學家利用此效應，在銀河系內發現了二十多個黑洞，在其它星系中發現了一百多個潛在黑洞。

當時，該團隊初步判定其是一個游離黑洞，但並未知曉它是一個“孤獨黑洞”，而其他研究小組則認為該天體是一顆“中子星”。

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為了進一步確認，該團隊通過哈伯望遠鏡在2021年和2022年期間，以及行星獵人蓋亞（Gaia）太空探測器的數據，更近一步精確計算該天體質量。結果顯示，其質量為太陽的7倍，遠超中子星質量范圍，且該天體也沒有任何可探測的光源。

他們最終認定當初發現的暗天體並非中子星，而是一個沒有伴星的“孤獨黑洞”。研究人員還發現，這個孤獨黑洞相對於周圍恒星的移動速度約為每秒51公裡（約每小時18.36萬公裡）。

研究人員凱拉什‧薩胡（Kailash Sahu）指出，這次計算誤差為0.8個太陽質量，不確定性只有先前的一半。另外，原本質疑黑洞存在的其他研究團隊也在2023年修改報告，因為他們發現該天體的質量約為太陽的6倍，與黑洞假設較一致。

該究團隊的最新研究，首次證實了“孤獨黑洞”的存在。他們計劃使用於2027年發射的南希‧格雷斯‧羅曼（Nancy Grace Roman Space Telescope）太空望遠鏡尋找更多“孤獨黑洞”相關例子。

英國聖安德魯斯大學系外行星科學中心的馬丁‧多明尼克（Martin Dominik）博士對《每日郵報》表示，“愛因斯坦的理論再次得到驗證。黑洞雖然能隱形自己，但卻無法隱藏自己的引力，因為我們觀測到黑洞強大的引力彎曲光線，使背景恒星突然變亮。”

該項研究主要人之一、太空望遠鏡科學研究所的天文學家凱拉什‧薩胡（Kailash C. Sahu）對《科學新聞》表示，這是迄今為止唯一發現這種類型黑洞，原因是它太難被發現。