自從愛因斯坦的廣義相對論提出黑洞的存在之后，黑洞就成為了宇宙中最神秘的天體之一。盡管在2019年，我們的天文學(xué)家們首次拍攝到了真實的黑洞照片，但這張距離我們5500萬光年的照片只呈現(xiàn)出一個看似正在燃燒的蜂窩煤，除了驗證了有關(guān)黑洞吸積盤的理論之外，沒有提供更多有價值的信息。因此，人類對黑洞，尤其是黑洞內(nèi)部的狀態(tài)仍然一無所知。關(guān)于黑洞的數(shù)量、分布密度和質(zhì)量占比，我們也知之甚少。
科學(xué)界最新估計，宇宙中的黑洞總數(shù)約為40萬億顆，它們的總質(zhì)量占據(jù)了可觀測宇宙質(zhì)能總量的1%。其中，質(zhì)量最大的黑洞主要存在于星系的中心區(qū)域，比如我們銀河系中心的人馬座A*，質(zhì)量是太陽質(zhì)量的440萬倍。
恒星坍塌形成的恒星級黑洞占據(jù)了黑洞總數(shù)的大部分。恒星級黑洞是由質(zhì)量超過太陽質(zhì)量的恒星晚年核心坍塌形成的。小于這個質(zhì)量的恒星只能演化為中子星或白矮星，例如我們的太陽在50億年后會先膨脹成紅巨星，然后坍縮成白矮星。
這些恒星級黑洞并不像存在于星系中心的那些大型黑洞那樣安分。一旦恒星坍縮成黑洞，它們將繼續(xù)受到引力的影響，在宇宙中繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，一些黑洞由于引力擾動而偏離原本的軌道，開始在星系內(nèi)漫游。天文學(xué)界將這種不再固定軌道運(yùn)動的黑洞稱為“流浪黑洞”。
最近，在發(fā)表于arXiv預(yù)印本網(wǎng)站的一篇論文中，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆流浪黑洞，它距離地球約5000光年。如果沒有意外，這將是人類發(fā)現(xiàn)的首個流浪黑洞。
目前披露的數(shù)據(jù)顯示，這顆流浪黑洞的質(zhì)量很小，它是在一次超新星爆發(fā)中被甩出其原本所在的恒星系的。由于質(zhì)量較小，天文學(xué)家無法通過吸積盤和X射線望遠(yuǎn)鏡來發(fā)現(xiàn)它，只能通過黑洞掠過恒星時引力透鏡的現(xiàn)象來定位它。
雖然黑洞本身不會發(fā)光，但它會明顯偏折經(jīng)過其附近的光線。因此，當(dāng)黑洞后方存在恒星時，恒星發(fā)出的光線將被黑洞的引力偏折，恒星本身的亮度也會因為時空扭曲的放大效應(yīng)而增強(qiáng)。通過觀察這種現(xiàn)象，天文學(xué)家可以確定漆黑太空背景中流浪黑洞的存在。
這顆小質(zhì)量的流浪黑洞的質(zhì)量僅為太陽質(zhì)量的7.1倍，它引起的恒星光線曲線并不明顯，因此需要更多觀測來精確確定其質(zhì)量和性質(zhì)。
流浪黑洞的發(fā)現(xiàn)對我們了解黑洞的演化和宇宙結(jié)構(gòu)具有重要意義。它們的存在表明黑洞并不是固定在星系中心的天體，而是可以在宇宙中漫游的。這也引發(fā)了一些有趣的問題，比如黑洞是如何被甩出原本所在的恒星系的？它們在漫游過程中是否與其他天體有相互作用？這些問題的答案有助于我們更深入地理解黑洞的形成和演化機(jī)制。
雖然流浪黑洞的發(fā)現(xiàn)仍然很少，但隨著技術(shù)的進(jìn)步和觀測手段的改善，我們有望在未來發(fā)現(xiàn)更多的流浪黑洞。這將為我們提供更多關(guān)于黑洞的信息，并進(jìn)一步拓寬我們對宇宙中這些神秘天體的認(rèn)知。
