同一星團中的兩個黑洞

胡德良

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

以前，天文學家在銀河系的星團中從來沒有發(fā)現(xiàn)過黑洞。這個正在談論中的星團是一個所謂的球狀星團，它是一種包含著幾十萬顆恒星的恒星密集型團體。銀河系中所有的星團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。每個黑洞的質量比星團內許多仍然發(fā)光的任何一顆恒星的質量都要大，因此黑洞應該沉到星團的中心處。在中心處，黑洞巨大的引力會將其他黑洞逐出到偌大的星系空間，至多剩下一個黑洞系統(tǒng)。

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

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

“這是一個相當重大的發(fā)現(xiàn)，”伊利諾伊州西北大學埃文斯頓分校的天體物理學家斯蒂凡·昂布雷特說，“這表明，黑洞的噴射過程不像我們原以為的那么高效?！?/p>

然而，加州理工學院帕薩迪納分校的天文學家施里尼瓦斯·庫爾卡尼持有懷疑態(tài)度，他甚至愿意下100美金的賭注，認為那兩個天體都不是黑洞?！皞ゴ蟮陌l(fā)現(xiàn)需要強有力的證據(jù)，”他說，“該發(fā)現(xiàn)不能使我信服。”庫爾卡尼稱，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，可以釋放類似黑洞系統(tǒng)中特有的無線電波譜。

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

事實上，斯特拉德的研究小組沒有發(fā)現(xiàn)來自該黑洞系統(tǒng)的X射線，這說明它們散發(fā)出的無線電波要多得多。斯特拉德說，這是10倍～20倍于太陽質量的黑洞所擁有的一個特點，很可能就是恒星質量的黑洞，類似于15個太陽質量的黑洞——天鵝座X-1。此外，兩個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，因為大質量天體應該會沉到星團的中心部位。但是，庫爾卡尼反駁說，這么大質量的天體應該下沉到距離星系中心更近的位置。他還說，沒有X射線意味著它們根本不是黑洞。

然而，如果這兩個天體是黑洞，那么每個黑洞都可能會有一顆恒星環(huán)繞著，并且往黑洞中注入恒星物質，以產(chǎn)生所觀察到的無線電波。有一次，哈勃太空望遠鏡的觀測顯示，在一顆紅矮星附近有一個推斷出來的黑洞。紅矮星比太陽小得多，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，其特點介于紅矮星和太陽之間。

該發(fā)現(xiàn)表明，M22中可能擁有更多的黑洞，因為沒有恒星做伴的黑洞不會釋放出無線電波?！拔艺J為很可能會有更多的黑洞?！彼固乩抡f。

如果是這樣的話，盡管你很可能不想把黑洞邀請到晚會上去，但是它們可能不像我們原以為的那樣不合群！