在宇宙中，黑洞並非以友善的鄰居著稱。它們往往以令人不快的方式展現自己的存在，將附近的物質向內拉扯，同時噴射出劇烈的等離子體和輻射爆發。如果將兩個黑洞放在同一個鄰域，由此產生的拉鋸戰可能會迅速變得糟糕。但在銀河系的一個星團中，兩個黑洞似乎在非常接近的距離內安家落戶，這令人驚訝。
M22 中的兩個相對輕量級的黑洞，這是一個所謂的距地球約 10,000 光年、包含數十萬顆恆星的球狀星團，可能代表著更大的總數，這將與星團中黑洞之間的引力相互作用會在短時間內 eject 幾乎所有黑洞的預測相悖。來自美國、英國和澳大利亞的天文學家在 10 月 4 日出版的《自然》雜誌上發表的一項研究中宣佈了他們的發現。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
研究人員使用了最近升級的甚大天線陣（VLA），這是一個位於新墨西哥州索科羅附近的射電望遠鏡陣列，以尋找 M22 中心的中等質量黑洞。這些難以捉摸的中等重量天體的質量是太陽質量的數千倍——相比之下，星系中心的超大質量黑洞質量是太陽質量的數百萬甚至數十億倍。天文學家反而發現的是一對更輕的黑洞，它們是由大質量恆星坍縮形成的。M22 中所謂的恆星質量黑洞每個都攜帶太陽質量的 10 到 20 倍。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續報道關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
“這有點令人驚訝，因為已有的理論已經得出結論，認為這些球狀星團中應該很少或沒有黑洞，”主要研究作者、密歇根州立大學天文學家傑伊·斯特雷德說。“我們知道黑洞是在球狀星團中形成的——凡是有大質量恆星的地方都會形成黑洞。問題是，它們會發生什麼？它們會留下還是會被踢出去？”
過去的研究傾向於“踢出”假說，但斯特雷德及其同事的新發現表明，噴射過程可能不像之前假設的那麼有效。
“他們稍微批評了一下這個理論，他們應該這樣做，”荷蘭萊頓大學的天體物理學家西蒙·波特吉斯·茲瓦特說，他沒有參與這項新研究。“有時觀測者會給理論家帶來驚喜，有時理論家也會給觀測者帶來驚喜。”
斯特雷德和他的同事得出結論，新發現的兩個天體 M22-VLA1 和 M22-VLA2 很可能是黑洞，因為它們出現在 M22 的 VLA 射電影像中，但沒有出現在同一星團的存檔 X 射線資料中。這種發射模式幾乎排除了球狀星團中常見的其他型別的緻密天體——M22-VLA1 和 M22-VLA2 發射的無線電波太多，不可能是白矮星（耗盡恆星的緻密殘骸），而 X 射線輻射又不足以成為中子星（坍縮大質量恆星的更緻密殘骸）。
這兩個天體竟然會發出無線電波，這需要一組特殊的條件——即每個黑洞目前都在吞噬自己的近軌道恆星伴侶，最有可能的是白矮星。這些不尋常的條件使得 M22 中的黑洞有點像廚房裡的蟑螂——你看到的每一個，都可能還有幾個潛伏在視線之外。“為了讓我們在無線電中看到它們，它們不僅必須在雙星系統中，而且必須在足夠近的雙星系統中，以至於質量轉移實際上正在發生，”斯特雷德說。他和他的同事估計，球狀星團中可能有多達 100 個低質量黑洞。“我認為這些天體不太可能是 M22 中唯一的黑洞，”他指出。
波特吉斯·茲瓦特說：“如果黑洞確實可以比之前認為的更和平地共存，那麼理論天體物理學家就應該‘撓頭思考，看看他們能從中得出什麼結論’。”“現在是時候再次啟動計算機，看看我們是否可以從第一原理理解這一結果。這將是一項重大的努力。”