“流浪黑洞”會撞擊地球嗎？

日前，一個“流浪”中的超大質(zhì)量黑洞被哈勃太空望遠鏡捕捉。研究人員在分析了多種可能的情況后，認為最貼切的解釋應該是一個大型黑洞在迅速遠離所屬星系。

“不同于以往恒星級‘流浪黑洞’的發(fā)現(xiàn)，這次應該是超大質(zhì)量‘流浪黑洞’被彈出星系中心的首個觀測證據(jù)。” 國家天文臺研究員茍利軍告訴科普時報記者。

幾乎每個星系的中心，都存在著一個超大質(zhì)量黑洞。作為愛因斯坦相對論中的天體，黑洞是出了名的難以捉摸。而“流浪黑洞”更是踽踽獨行的存在，科學家一直認為，有不少在星際空間“流浪”的黑洞，但始終沒找到確切證據(jù)。

黑洞為何會“流浪”

宇宙中有恒星級質(zhì)量的黑洞，也有超大質(zhì)量的黑洞。前者質(zhì)量一般是3—100倍的太陽質(zhì)量，后者質(zhì)量一般是100萬倍以上的太陽質(zhì)量，且存在于星系中央。

“恒星級質(zhì)量的黑洞主要是大質(zhì)量恒星在其核燃燒結(jié)束時，由于沒有任何力量抵抗引力，整個星體發(fā)生坍塌而形成的。超大質(zhì)量黑洞的形成機制則比較復雜，一般認為是其他中等質(zhì)量黑洞通過合并、吸積等過程逐步增長而來?！鄙虾Ｌ煳呐_研究員謝富國告訴記者。

至于黑洞為何會“流浪”，謝富國解釋說，兩個黑洞的合并帶來的引力波輻射可能會使得合并后的黑洞獲得較大的速度，或者三個黑洞相互作用時，也會使得其中一個黑洞獲得較大的速度。至少速度達到每秒幾百公里，這個黑洞才能真正脫離星系的引力束縛，開啟“流浪黑洞”之旅。“‘流浪’的位置取決于它跑得多快，跑了多久。”謝富國進一步解釋道。

這與茍利軍的觀點不謀而合。“超大質(zhì)量黑洞有幾種逃離星系中心的方式，但第一步總是星系合并，這導致在合并殘余物的中心形成雙星系統(tǒng)。”茍利軍說，這次被發(fā)現(xiàn)的超大質(zhì)量黑洞的特殊之處在于，它原本可能有一個與其質(zhì)量相當?shù)暮诙础鞍閭H”，屬于雙黑洞系統(tǒng)。第三個黑洞在雙黑洞合并前到達星系中心，在三體作用下，其中一個質(zhì)量最小的黑洞以非?？斓乃俣缺粡棾?，開始了“流浪”生活。

如何確定 “流浪黑洞”的身份

浩瀚宇宙，該如何發(fā)現(xiàn)一個黑透了的物體呢？

“對于超大質(zhì)量黑洞來講，科研人員通過它周圍的發(fā)光氣體，能夠推斷出中心黑洞的質(zhì)量。”茍利軍說，之所以推測氣體中心是一個黑洞，是因為它足夠致密。

研究發(fā)現(xiàn)，這個超大質(zhì)量黑洞的“尾巴”是恒星所形成的一條光帶，它是一串串恒星的排列。因為黑洞具有極強的引力，可以讓附近的物質(zhì)向它聚集，而超大質(zhì)量黑洞的引力聚集，則可以讓一些星云快速凝聚，加速恒星的形成。同時，據(jù)估算，這顆黑洞的移動速度可能在每秒1600公里左右。

因此，科研人員認為這應該就是黑洞合并時造成的彈射。如果這個觀點得以驗證，那么這將是人類第一次明確證實，超大質(zhì)量黑洞可以逃離星系中心。

這與銀河系中恒星“流浪黑洞”的發(fā)現(xiàn)方式不同。茍利軍介紹，雖未曾看見黑洞，但我們可以觀察它的引力對遙遠天體的吸引，這就是引力透鏡。

愛因斯坦的廣義相對論假設(shè)，大質(zhì)量的物體會在時空中造成彎曲，使其附近的光線彎曲，這一過程被稱為引力透鏡效應。英國天文學家愛丁頓則在一次日全食觀測實驗中證明了該現(xiàn)象的存在。

“引力透鏡效應是一種能夠?qū)ふ夜铝⒑诙吹姆椒??！敝x富國表示，黑洞會改變其周圍的時空，從而造成光線傳播的彎曲和放大現(xiàn)象。如果遙遠天體在運動的過程中，它與地球之間有一個黑洞恰好在視線上，就會產(chǎn)生引力透鏡效應。

太陽系不存在超大質(zhì)量“流浪黑洞”

“我們曾發(fā)現(xiàn)距離地球最近的黑洞大約是在3000光年外，因此黑洞對地球的影響幾乎不存在?！逼埨娬f，這次發(fā)現(xiàn)的超大質(zhì)量黑洞發(fā)生在距離我們大約75億光年的一個矮星系RCP28。

在謝富國看來，銀河系內(nèi)（至少太陽系周圍）肯定不存在類似于本次發(fā)現(xiàn)的這種“流浪”的超大質(zhì)量黑洞。銀河系里大量存在的是恒星級質(zhì)量的黑洞，盡管概率非常低，但這些恒星級的黑洞確實有可能會訪問太陽系。

“人類當然不歡迎任何‘流浪黑洞’訪問太陽系，因為它會嚴重影響太陽系的引力場結(jié)構(gòu)，造成太陽系內(nèi)所有天體的運動軌道變得混亂?！敝x富國猜測，它還有可能讓地球軌道變成橢圓形，導致一年會遠遠超過365天，同時赤道和南北極所在的位置發(fā)生翻天覆地的變化。