宇宙初始爆发时的光扭曲揭示了罕见的黑洞

  • 2021-03-30 14:29
  • 科技日报

根据英国杂志《自然天文学》 29日发表的一项新发现,天文学家在数千次伽马射线爆发中寻找“引力透镜”,最终利用宇宙早期爆发产生的光学畸变揭示了一个中等质量黑洞(IMBH)的存在。这些结果将为理解黑洞的形成以及小质量黑洞如何变成超大质量黑洞带来重要启示。

众所周知,黑洞是无法直接观测到的,但科学家可以间接知道黑洞的存在和质量,并观察到黑洞对其他事物的影响。利用天体被吸进前黑洞引力带来的加速摩擦所发出的X射线和射线的“信息”,可以获得黑洞存在的信息。

在各种大小的黑洞中,中等质量的黑洞被认为是小质量黑洞向大质量黑洞演化的中间点,但证明其存在的观测证据一直极其稀少,也不是决定性的证据。

有鉴于此,澳大利亚墨尔本大学帕克维尔校区的科学家詹姆斯皮涅特(James Pinet)、雷切尔韦伯斯特(Rachel Webster)等人组成的研究小组详细分析了数千次射线爆发(恒星的剧烈坍缩或两颗恒星合并后的爆炸会产生强光),并寻找引力透镜的迹象。引力透镜是指一个天体(作为透镜)拦截来自这些远距离爆发的光线并使其扭曲,从而产生多个可以在不同时间点观察到的图像。

研究人员表示,这种时间延迟对于区分黑暗“天体”的存在非常重要,否则这些天体永远不会被看到。最后,研究小组发现了一个显示引力透镜证据的伽马射线风暴事件,并估计介入的天体质量约为太阳质量的数万倍,因此判断为中等质量黑洞。

中等质量黑洞早就是理论预言的黑洞。然而,在天文学领域,测量有多少中等质量的黑洞存在,将为理解黑洞的形成以及它们如何随着时间的推移而增长提供重要线索。目前还需要进一步的研究和探索,以了解这些神秘黑洞的丰度以及它们对其他黑洞家族演化的影响。

时空在大质量天体附近会发生扭曲,光线通过大质量天体时会发生弯曲,这就是所谓的引力透镜效应。天文学家使用伽马射线爆发作为光源来寻找可能的扭曲。伽马射线爆发使他们能够发现可能的中等质量黑洞,它来自宇宙中30亿年前的一次爆炸。天文研究成果总让人感触颇深。毕竟宇宙深远,时间漫长。人类能观察到的,现在已经灭绝了。因为距离的关系,宇宙中过去的事件仿佛被装进了时间胶囊,漂流了几千年甚至上亿年,然后来到人类面前,成为解开科学之谜的关键线索。

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