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黑洞的奇妙世界(3):隱秘的非主流 | 賽先生天文


(圖片來源:http://chandra.harvard.edu/photo/2004/rxj1242/)


撰文
武劍鋒*(美國(guó)密歇根大學(xué)天文系)


導(dǎo)讀
本系列前兩篇給大家講述了宇宙中兩種最主要的黑洞:X射線雙星中的恒星級(jí)質(zhì)量黑洞和星系中心的超大質(zhì)量黑洞。這兩種黑洞的發(fā)現(xiàn)和證認(rèn)都是根據(jù)黑洞對(duì)周圍物質(zhì)的吸積過程和動(dòng)力學(xué)過程。那么除了這兩種之外,還有沒有其他類型的黑洞呢?如果黑洞周圍沒有吸積過程,我們是不是就沒有辦法發(fā)現(xiàn)他們了呢?在這個(gè)系列的終結(jié)篇,筆者將帶領(lǐng)大家認(rèn)識(shí)一下在宇宙隱秘角落里的非主流黑洞。


待確認(rèn)的黑洞系統(tǒng):中等質(zhì)量黑洞

在X射線雙星中的黑洞,其質(zhì)量大約是太陽(yáng)的5到15倍,而星系中心的黑洞則擁有百萬(wàn)甚至上百億倍的太陽(yáng)質(zhì)量。讀者可能注意到了,這中間有一個(gè)巨大的跨度:為什么沒有幾百幾千倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞呢?這也是天文學(xué)家所困惑的問題。為了填補(bǔ)黑洞質(zhì)量的間隙,很自然的會(huì)想到兩種途徑:從小往大,就是在X射線雙星中尋找更大質(zhì)量的黑洞;從大往小,就是尋找比銀河系還要小很多的星系,他們中心的黑洞也要比銀心黑洞小很多。近年來隨著觀測(cè)技術(shù)和條件的提高,很多杰出的研究團(tuán)隊(duì)踏上了尋找這種“中等質(zhì)量黑洞”的征程。

1
極亮X射線源

X射線雙星中的中等質(zhì)量黑洞是和一類叫做極亮X射線源(Ultraluminous X-ray Sources;ULXs)的特殊天體緊密聯(lián)系在一起的?!癠ltra”在這里是什么意思呢?這需要先理解一個(gè)概念:“愛丁頓光度”。黑洞周圍的氣體受到黑洞引力而向內(nèi)吸積,同時(shí)還會(huì)受到向外的輻射壓力,也就是說被氣體吸收的光子所攜帶的動(dòng)量會(huì)使氣體向外跑。因此X射線輻射還不能太強(qiáng),否則氣體就被吹跑了。那么輻射壓力和黑洞引力的平衡點(diǎn),就是愛丁頓光度,又稱作愛丁頓極限。這個(gè)極限是由大名鼎鼎的愛丁頓爵士首先計(jì)算出來的。對(duì),就是那個(gè)使愛因斯坦聲名鵲起,又令錢德拉塞卡痛苦一生的愛丁頓。讀過筆者之前文章的朋友應(yīng)該對(duì)這個(gè)名字不陌生。對(duì)于每一倍太陽(yáng)質(zhì)量,愛丁頓光度的數(shù)值是1.3×1031 瓦。那么對(duì)于一個(gè)10倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞,其愛丁頓光度是1.3×1032 瓦。然而從上世紀(jì)八十年代開始,在附近星系我們發(fā)現(xiàn)了一些 X射線源,其光度達(dá)到3×1032 瓦以上,最高的甚至在1034 瓦這個(gè)量級(jí)(圖1)。這是一類很令人困惑卻又極具科學(xué)價(jià)值的天體。他們并不在星系中心,因此不是超大質(zhì)量黑洞,最有可能是X射線雙星。如果它們的黑洞質(zhì)量是和其他典型的X射線雙星一樣,那么其光度就超過了愛丁頓極限很多倍,這對(duì)經(jīng)典的黑洞吸積理論提出了重大挑戰(zhàn);如果它們遵守愛丁頓極限,那么其黑洞質(zhì)量就至少是太陽(yáng)的20倍,最高可以達(dá)到上千倍,于是我們就找到了傳說中的中等質(zhì)量黑洞。這就是所謂“Ultra”的含義。


圖1. 觸須星系(Antennae Galaxies; NGC 4038/4039)。這是正在并合中的兩個(gè)星系,星系并合過程中形成了很多大質(zhì)量年輕恒星,為極亮X射線源創(chuàng)造了條件。圖中藍(lán)色代表X射線輻射,星系中的藍(lán)色點(diǎn)源很多都是極亮X射線源。其他顏色代表了光學(xué)和紅外波段的輻射。(圖片來源:http://chandra.harvard.edu/photo/2010/antennae/. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/J.DePasquale; IR: NASA/JPL-Caltech; Optical: NASA/STScI)

近十五年來最新一代的X射線望遠(yuǎn)鏡(Chandra X-ray Observatory 和 XMM-Newton)為極亮X射線源的研究積累了大量數(shù)據(jù),使得我們不僅僅從光度,還可以從時(shí)變、光譜性質(zhì)等等方面研究它們,并與典型的黑洞雙星做比較。與此同時(shí),黑洞吸積的理論研究也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,人們也初步了解了在哪些物理?xiàng)l件下可以實(shí)現(xiàn)超越愛丁頓極限的吸積過程。關(guān)于極亮X射線源的最新綜述由清華大學(xué)馮驊教授與合作者完成[1]。這篇權(quán)威綜述囊括了極亮X射線源觀測(cè)性質(zhì)的方方面面,并總結(jié)了人們對(duì)其物理本質(zhì)的認(rèn)識(shí)?,F(xiàn)階段最為學(xué)界所接受的觀點(diǎn)是,大部分的極亮X射線源是由十幾到幾十個(gè)倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞進(jìn)行超越愛丁頓極限的吸積過程所產(chǎn)生的,而個(gè)別最亮的源(1034 瓦級(jí)別)則有可能擁有成百上千倍太陽(yáng)質(zhì)量的中等質(zhì)量黑洞。

中等質(zhì)量黑洞存在的一個(gè)可能例子是 M82 X-1。這個(gè)極亮X射線源在星系 Messier 82(M82)中,距離我們大約1200萬(wàn)光年?,F(xiàn)在對(duì)它的黑洞質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果是400倍左右太陽(yáng)質(zhì)量[2]。這個(gè)結(jié)果是利用黑洞雙星的準(zhǔn)周期震蕩(就是近似但是不嚴(yán)格等周期的光變)與黑洞質(zhì)量的關(guān)系得到的。這種方法仍然依賴于所選取的模型,因此不像動(dòng)力學(xué)測(cè)量(即通過黑洞雙星的軌道運(yùn)動(dòng))那么被廣泛接受。

讀者可能會(huì)問,為什么不能用像本系列文章首篇中所講的動(dòng)力學(xué)方法呢?誠(chéng)然,這應(yīng)該說是極亮X射線源研究的“圣杯”;它將是中等質(zhì)量黑洞存在與否的最直接最可靠的證據(jù)。然而動(dòng)力學(xué)測(cè)量是通過伴星的光譜和測(cè)光性質(zhì)來完成的。對(duì)于極亮X射線源而言,它的吸積盤不僅有很強(qiáng)的X射線輻射,在其外緣也有很強(qiáng)的光學(xué)輻射,會(huì)嚴(yán)重污染甚至掩蓋來自伴星的輻射,給黑洞質(zhì)量測(cè)量造成了很大的困難。但是困難是無(wú)法阻擋科學(xué)家的腳步的。國(guó)家天文臺(tái)/中國(guó)科學(xué)院大學(xué)劉繼峰教授團(tuán)隊(duì)完成了對(duì)極亮X射線源黑洞質(zhì)量的首次動(dòng)力學(xué)測(cè)量。他們對(duì) M101 ULX-1 這個(gè)系統(tǒng)的黑洞質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果是20到30倍左右太陽(yáng)質(zhì)量[3]。

最后需要指出的是,以前人們認(rèn)為極亮X射線源是黑洞的專利,因?yàn)橹凶有堑馁|(zhì)量更?。?.4倍太陽(yáng)質(zhì)量),更難以產(chǎn)生極亮X射線輻射。然而2014年的一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)推翻了人們的看法[4]。人們發(fā)現(xiàn) M82 這個(gè)星系中的另一個(gè)極亮X射線源 M82 X-2 在硬X射線波段有周期為1.37秒的脈沖信號(hào),這是中子星的典型特征,而黑洞雖然可能會(huì)有準(zhǔn)周期震蕩,但卻沒有嚴(yán)格的等周期脈沖信號(hào)。因此這是其黑洞解釋的一個(gè)反證(聯(lián)想本系列文章第二篇所列舉的黑洞證據(jù)中,有一條就是不能有否定黑洞模型的反證)。在帶給人驚喜方面,我們的宇宙永遠(yuǎn)不會(huì)令人失望。 

2
矮星系中的黑洞

我們的銀河系在宇宙中算是中等個(gè)頭,擁有大約一千億顆恒星。宇宙中還有比銀河系小很多的星系,只有銀河系的百分之一甚至更小,這些星系稱為“矮星系”。很多矮星系都是主要星系的“衛(wèi)星”。這當(dāng)中最著名的當(dāng)屬大小麥哲倫云了(圖2)。 隨麥哲倫環(huán)球航行的天文學(xué)家在南大西洋上觀測(cè)并描述了它們,當(dāng)然那個(gè)時(shí)候還沒有星系的概念,只是看到兩團(tuán)很密集的星,就籠統(tǒng)的稱做“云”了(事實(shí)上他們并不是最先發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)星系的人)。大小麥哲倫云是銀河系最主要的兩個(gè)衛(wèi)星星系。


圖2. 南半球星空中的大小麥哲倫云(圖片來源:Wikipedia; Credit: ESO/S.Brunier)

星系中心黑洞的質(zhì)量和星系的很多整體性質(zhì)都存在正相關(guān),那么既然矮星系的個(gè)頭比較小,其中心的黑洞也很可能要小很多。因此矮星系就成了尋找?guī)兹f(wàn)到幾十萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量黑洞的最佳場(chǎng)所。測(cè)量矮星系中心黑洞的質(zhì)量的一種方法是通過星系光譜中氫巴爾末發(fā)射線的光度和展寬。矮星系通常比較暗,中心區(qū)域尺度也比較小,因此獲得其高質(zhì)量光譜還是需要強(qiáng)力的望遠(yuǎn)鏡(口徑6米以上)和光譜儀。現(xiàn)在星系中心最小黑洞的紀(jì)錄是5萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量,其所在的星系是 SDSS J1523 1145(又稱作 RGG 118)。這個(gè)測(cè)量工作是由和我同一個(gè)研究組的密歇根大學(xué)博士生 Vivienne Baldassare 在導(dǎo)師 Elena Gallo 教授的指導(dǎo)下完成的[5]

現(xiàn)在普遍認(rèn)為像銀河系這么大或者更大的星系中心是一定存在超大質(zhì)量黑洞的,但矮星系卻不盡然。一個(gè)著名的反例是Messier 33(M33)。由哈勃太空望遠(yuǎn)鏡獲取的數(shù)據(jù)顯示這個(gè)星系中心不存在黑洞,即便是有,其質(zhì)量上限也僅僅是太陽(yáng)的1500倍[6,7]。但是根據(jù)其他星系所遵從的規(guī)律來推斷,M33的中心理應(yīng)有一個(gè)至少5萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞。那么有多大比例的矮星系中心存在黑洞呢?這是最近幾年的一個(gè)熱門研究課題,因?yàn)檫@個(gè)比例的大小可以揭示在宇宙最早期的第一批超大質(zhì)量黑洞是如何形成的。 

流浪黑洞搜尋:微引力透鏡

“引力”和“透鏡”都是大家非常熟悉的東西了,那么把這兩個(gè)詞放在一起是什么意思呢?物質(zhì)的引力場(chǎng)能夠使光線偏折,產(chǎn)生一種與我們常見的光學(xué)透鏡很類似的效應(yīng),因此稱為引力透鏡。愛因斯坦在二十世紀(jì)30年代建立了引力透鏡的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),到現(xiàn)在引力透鏡已經(jīng)成為天文學(xué)中一個(gè)非常重要而且活躍的領(lǐng)域。質(zhì)量巨大的星系或者星系團(tuán)能夠?yàn)楸尘疤祗w生成十字或者環(huán)狀的像,這種稱為“強(qiáng)引力透鏡”;而對(duì)于恒星甚至更小的行星級(jí)別的天體,它們?cè)诮?jīng)過背景天體前方的時(shí)候只能將其光線收集起來從而使背景天體變亮(圖3),這種稱為“微引力透鏡”。這種效應(yīng)只依賴于作為透鏡的天體的質(zhì)量,與它自身的輻射無(wú)關(guān),因此微引力透鏡成為研究暗弱天體的絕佳手段。黑洞自然就是其中之一。


圖3. 黑洞微引力透鏡示意圖(圖片來源:NASA)

我們的銀河系中應(yīng)該有千千萬(wàn)萬(wàn)的黑洞。如果黑洞并沒有恰巧在雙星系統(tǒng)中,而是孤身一人在空蕩蕩的宇宙中流浪,那么我們就沒有辦法通過吸積活動(dòng)所產(chǎn)生的X射線來探測(cè)到它們。這個(gè)時(shí)候,微引力透鏡就成了最好的武器。我們《賽先生天文》專欄的主持人毛淑德教授于2002年首次利用微引力透鏡探測(cè)到了恒星級(jí)質(zhì)量的黑洞候選體 OGLE-1999-BUL-32(圖4[8]。在微引力透鏡事件中,背景天體從開始變亮到恢復(fù)正常的這個(gè)時(shí)間尺度是一個(gè)最關(guān)鍵的參數(shù),它包含了透鏡天體的質(zhì)量、距離、速度等等重要信息。也正因?yàn)槿绱?,透鏡天體的質(zhì)量信息很難被單獨(dú)分離出來。但是如果這個(gè)時(shí)間尺度足夠長(zhǎng)(比如這次事件的640天),在這段時(shí)間內(nèi)由地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的“視差”效應(yīng)必須予以考慮。而正是這種額外的信息打破了參數(shù)的簡(jiǎn)并,從而使我們能夠約束透鏡天體的質(zhì)量。天文學(xué)家就是利用這種原理探測(cè)到了黑洞候選體[8,9]。除了上面所講的這個(gè)以外,還有另外兩個(gè)探測(cè)到的候選體是 MACHO-96-BLG-5 和 MACHO-98-BLG-6。 


圖4. 黑洞候選體微引力透鏡事例 OGLE-1999-BUL-32 的光變曲線。整個(gè)事例的時(shí)間尺度是640天。內(nèi)插圖是背景天體亮度峰值部分的放大。(取自參考文獻(xiàn)[8]

黑洞俘獲恒星:潮汐瓦解事件

前面提到,星系中心普遍存在超大質(zhì)量黑洞。然而大部分星系中心黑洞的吸積活動(dòng)都很微弱,無(wú)法通過強(qiáng)烈的X射線和光學(xué)/紫外輻射來探測(cè)它們。我們?nèi)绾蝸戆l(fā)現(xiàn)這些“沉寂”的黑洞呢?潮汐瓦解事件(tidal disruption events)是一個(gè)重要的手段。

什么是“潮汐瓦解事件”?潮漲潮落是大家非常熟悉的現(xiàn)象了,它是海水被太陽(yáng)和月球引力相互拉扯的結(jié)果。物理上講,只要一個(gè)物體各個(gè)部分所受到的引力不均勻,我們就說它受到了潮汐力的作用。黑洞周圍自然是有很強(qiáng)的引力場(chǎng)梯度,物體靠近黑洞和遠(yuǎn)離黑洞的兩端所受引力不同。如果這個(gè)物體自身的強(qiáng)度無(wú)法 hold 住這種差別,它就要被潮汐力撕個(gè)粉碎了。說到這,讀者可能會(huì)想《星際穿越》中的 Cooper 船長(zhǎng)和他的飛船在進(jìn)入黑洞前并沒有被撕碎啊。事實(shí)上,對(duì)于卡岡圖雅這種超大質(zhì)量黑洞而言,人和飛船都太小了,就像一個(gè)點(diǎn)一樣,他們所遭受的潮汐力反而是比較溫和的。但是對(duì)于恒星而言就完全不同了。黑洞在恒星身上施加的潮汐力是恒星自身的引力所無(wú)法克服的,恒星本身會(huì)被撕碎進(jìn)而被黑洞吞噬。這就是潮汐瓦解事件。

恒星被黑洞瓦解之后的碎片會(huì)圍繞黑洞形成一個(gè)暫時(shí)的吸積盤。此時(shí)的吸積活動(dòng)非常劇烈,同時(shí)還有可能產(chǎn)生垂直于吸積盤的相對(duì)論性噴流,所以可以想見潮汐瓦解事件可以通過X射線爆發(fā)而被探測(cè)到。近年來最有名的一個(gè)潮汐瓦解事件是2011年3月28日由 NASA 雨燕(Swift)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的 Swift J1644 57,又稱 GRB 110328A,距離地球38億光年[10,11] 。這是人們發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)產(chǎn)生噴流的潮汐瓦解事件,而且噴流的方向正好對(duì)著地球,使得它看起來亮了很多(相對(duì)論性多普勒增強(qiáng)效應(yīng)),因此這次爆發(fā)事件備受關(guān)注。圖5中的視頻模擬了此次爆發(fā)的全過程。主角之一的超大質(zhì)量黑洞最開始就躲在視頻的左下方,不仔細(xì)看你可能都不會(huì)注意到。一顆懵懵懂懂的恒星誤打誤撞進(jìn)入到黑洞的勢(shì)力范圍,它再想逃出去已經(jīng)是不可能了。巨大的潮汐力瞬間將它撕碎,碎片形成一個(gè)吸積盤,物質(zhì)被快速吸入黑洞。與此同時(shí)上下兩個(gè)方向的噴流以接近光速的高速直插太空,其中一個(gè)噴流正好對(duì)準(zhǔn)地球,向人類訴說著這顆恒星的悲慘命運(yùn)。至于那顆黑洞,如果不是這次致命接觸,我們或許永遠(yuǎn)都不會(huì)知道它的存在。但是它抓住了這個(gè)萬(wàn)載難逢的機(jī)會(huì),犧牲了別人,照亮了自己,用宇宙中最殘忍的方式刷了一回存在感。


圖5. Swift J1644 57爆發(fā)過程模擬動(dòng)畫。(視頻來源:http://www.nasa.gov/mission_pages/swift/bursts/devoured-star.html. Credit: NASA/Goddard Space Flight Center/CI Lab)

根據(jù)現(xiàn)有的觀測(cè)數(shù)據(jù)推算,一個(gè)普通星系中心的黑洞大概每一萬(wàn)到十萬(wàn)年會(huì)享受一次這樣的饕餮盛宴[12]??紤]到宇宙中的億萬(wàn)星系,潮汐瓦解事件發(fā)生的頻率還是蠻高的(當(dāng)然現(xiàn)在的觀測(cè)技術(shù)只能捕捉到其中很小一部分),因此它成為研究宇宙中沉寂黑洞的一個(gè)有力工具。我們國(guó)家計(jì)劃中有一個(gè)X射線監(jiān)測(cè)衛(wèi)星項(xiàng)目名為“愛因斯坦探針”(Einstein Probe),它的一個(gè)重要科學(xué)目標(biāo)就是研究潮汐瓦解事件[13]。

雙黑洞的并合之舞:引力波

談黑洞就不能不談引力波。畢竟黑洞的本質(zhì)是引力,而引力波探測(cè)是迄今唯一不需要借助任何電磁波輻射(不論是來自黑洞周圍還是背景天體)的方法。因此引力波是尋找黑洞的終極手段。美國(guó)激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)在2015年探測(cè)到了兩次引力波事件。關(guān)于引力波的意義以及這兩次事件,想必讀者已經(jīng)了解了很多了,在此不再贅述。只談一個(gè)筆者比較感興趣的話題,就是第一次事件 GW150914 中不尋常的黑洞質(zhì)量(第二次事件中的黑洞質(zhì)量則是比較典型的恒星級(jí)黑洞的質(zhì)量)。

GW150914 是由兩個(gè)黑洞并合產(chǎn)生的。這兩個(gè)黑洞的質(zhì)量都是在30倍左右太陽(yáng)質(zhì)量,這對(duì)于天文學(xué)界而言是一個(gè)很出人意料的結(jié)果,以至于還有不少質(zhì)疑這次發(fā)現(xiàn)的聲音(當(dāng)然這些質(zhì)疑在第二次引力波事件 GW151226 之后基本都消除了;詳見賽先生天文專欄文章《突發(fā):LIGO宣布探測(cè)到第二個(gè)引力波事件,這意味著什么?》)。為什么出人意料呢?前面講到了在X射線雙星中發(fā)現(xiàn)的最大的黑洞也就15倍太陽(yáng)質(zhì)量,30倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞從來沒有確認(rèn)過。讀者可能會(huì)問了,15倍和30倍差別很大嗎?事實(shí)上差別還真是挺大的。黑洞是大質(zhì)量恒星演化的最終結(jié)果。大質(zhì)量恒星本來在演化過程中就會(huì)因?yàn)樾秋L(fēng)流失大量物質(zhì),最后變成黑洞是要通過超新星之類的爆發(fā),這一炸大部分的質(zhì)量也都飛出去了。要想最后形成30倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞,這個(gè)恒星需要有上百倍太陽(yáng)質(zhì)量[14] 。宇宙中的天體都是這樣的,越大越亮的天體越少,而且是冪律衰減,因此100倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星極其罕見,30倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞也就很難尋覓。但是在這個(gè)引力波事件中,我們不僅找到了,還找到了倆,這倆還手拉手轉(zhuǎn)圈。人類真的如此幸運(yùn)嗎?天文學(xué)家是不相信有如此好運(yùn)的,我們要探索的是這背后可能意味著哪些物理規(guī)律。這種大小的黑洞很有可能會(huì)揭示它們所在星系(或至少是它們周圍的區(qū)域)一個(gè)至關(guān)重要的性質(zhì):金屬豐度[14,15] 。

什么是天文學(xué)中的“金屬”?不同于日常生活中的金銀銅鐵錫,天文學(xué)中除了氫和氦以外其他的全都稱作金屬。為什么?宇宙中的普通物質(zhì)里,氫占四分之三,氦占四分之一,其余所有元素加起來連百分之一都不到,所以就一并處理了。這些元素雖然少,但卻很重要。這些金屬的原子能夠提供非常多的躍遷能級(jí),因此也就能夠吸收更多的輻射。本系列文章首篇中曾有一張?zhí)?yáng)光譜圖,上面密密麻麻無(wú)數(shù)的吸收線基本都是太陽(yáng)大氣里的金屬原子所提供的。如果只有氫和氦,那譜線就只剩寥寥幾根了。當(dāng)恒星大氣吸收了來自內(nèi)部的光子,就等于受到了一種向外推的輻射壓力,因此有可能會(huì)脫離恒星而形成“星風(fēng)”。越大的恒星其內(nèi)部核反應(yīng)越劇烈,輻射壓強(qiáng)越強(qiáng),因此通過星風(fēng)吹走的質(zhì)量就越多,甚至大到一定程度恒星結(jié)構(gòu)會(huì)不穩(wěn)定而解體。所以要想形成大質(zhì)量的恒星,金屬原子要非常少,用天文學(xué)的術(shù)語(yǔ)就是金屬豐度要非常低。那么黑洞所在星系整個(gè)的金屬豐度要非常低才能比較容易形成30倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞,而如此低的金屬豐度又為這個(gè)星系本身的形成和演化提供了重要線索。讀者可以看到,30這么一個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的數(shù)字就能為我們提供如此多的信息。

結(jié)語(yǔ)

從卡爾·史瓦西在一戰(zhàn)的壕溝里給出愛因斯坦引力場(chǎng)方程的第一個(gè)精確解,到 LIGO 探測(cè)到13億光年外黑洞并合所產(chǎn)生的引力波,整整經(jīng)歷了100年。在這一個(gè)世紀(jì)的歷程中,黑洞從一個(gè)數(shù)學(xué)模型,演變?yōu)榛疚锢砗吞煳膶W(xué)方方面面的核心研究對(duì)象。這一過程是人類追求對(duì)自身和對(duì)宇宙認(rèn)知的最佳注腳。也許從人類有認(rèn)知的那一刻起,就對(duì)夜晚遙遠(yuǎn)天際的一顆顆光點(diǎn)充滿好奇。于是我們一筆筆勾勒出它們的樣子,形成了一幅幅栩栩如生的星座圖像;我們幻想它背后的故事,于是流傳了牛郎織女的神話,烙下了童年關(guān)于圣斗士星矢的純真記憶;我們渴望探索它的過去和未來,于是創(chuàng)作了星球大戰(zhàn)、星際迷航無(wú)數(shù)部令人著迷的藝術(shù)作品。生在這個(gè)時(shí)代無(wú)疑是幸運(yùn)的。技術(shù)的進(jìn)步讓我們擁有了越來越強(qiáng)大的武器去探索星空,探索星空背后的自然法則。為什么我們會(huì)相信在宇宙中會(huì)有黑洞這種如此奇妙的存在?當(dāng)你拿到太空望遠(yuǎn)鏡為宇宙拍的一個(gè)X光片,看著上面的一個(gè)個(gè)星星點(diǎn)點(diǎn),當(dāng)你敲擊鍵盤畫一個(gè)光譜,勾勒出如駝峰般的譜線,你會(huì)覺得黑洞就像在你的手邊,你甚至可以感覺到它的悸動(dòng)!期望有一天我們真的可以光臨黑洞視界,看一看它的里邊還隱藏著哪些不為人知的奧秘!

參考文獻(xiàn)

[1] Feng, H., & Soria, R., 2011, New Astronomy Reviews, 55, 166

[2] Pasham, D. R., et al. 2014, Nature, 513, 74

[3] Liu, J.-F., et al. 2013, Nature, 503, 501

[4] Bachetti, M., et al. 2014, Nature, 514, 203

[5] Baldassare, V. F., et al. 2015, The Astrophysical Journal Letters, 809, L14 

[6] Gebhardt, K., et al. 2001, The Astronomical Journal, 122, 2469

[7] Merritt, D., Ferrarese, L, & Joseph, C. L. 2001, Science, 293, 1116

[8] Mao, S., et al. 2002, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 329, 349

[9] Bennett, D., et al. 2002, The Astrophysical Journal, 579, 639

[10] Burrows, D. N., et al. 2011, Nature, 476, 421

[11] Zauderer, B. A., et al. 2011, Nature, 476, 425

[12] Komossa, S. 2015, Journal of High Energy Astrophysics, 7, 148

[13] http://ep.bao.ac.cn

[14] Abbott, B. P., et al. 2016, The Astrophysical Journal Letters, 818, L22

[15] Miller, M. C. 2016, General Relativity and Gravitation, 48, 95

*武劍鋒,畢業(yè)于清華大學(xué)物理系,獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位(2003年)和碩士學(xué)位(2006年)。2012年畢業(yè)于美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)天文系,獲博士學(xué)位。其后在美國(guó)哈佛-史密松天體物理中心從事博士后研究?,F(xiàn)為美國(guó)密歇根大學(xué)天文系博士后。主要研究領(lǐng)域:高能天體物理,黑洞雙星,活動(dòng)星系核,天體多波段性質(zhì)相關(guān)性以及大規(guī)模巡天。


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