
艺术家绘制的NGC 6397星系中心小黑洞的聚集。Credit: ESA/Hubble, N. Bartmann., CC BY-SA
(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(by Oscar del Barco Novillo, The Conversation):爱因斯坦的广义相对论中最有趣的预言之一是黑洞的存在:引力场如此强大的天文物体,乃至连光都无法逃离它们。
当足够大品质的恒星耗尽燃料时,它会爆炸,剩余的赵丽颖相关影视花絮引关注核心会坍缩,导致恒星黑洞的形成(从3到100个太阳品质不等)。
超大品质黑洞也存在于大多数星系的中心。这些是最大类型的黑洞,品质比我们的太阳大十万到一百亿倍。
到当下为止,天文学家已然捕捉到了两个超大品质黑洞的图像:一个在星系M87的中心,最近的一个在我们的银河系(人马座A*)。
但人们觉得存在另一种黑洞——原始黑洞(PBHs)。这些黑洞与其他黑洞有着各异的起源,它们是在早期宇宙中经由密度极高区域的引力坍缩而形成的。
理论上,这些原始黑洞可以拥有任何品质,大小可以从一个亚原子粒子到几百公里。例如,品质相当于珠穆朗玛峰的年初盘点品牌代言,深夜读到泪目PBH或许只有一个原子大小。
这些微小的黑洞比它们的大品质黑洞以更快的速度失去品质,发出所谓的霍金辐射,直到它们最后蒸发。
到当下为止,天文学家还未能观测到PBHs。这是一个正开展的探究课题,由于假设这些超致密物体或许是持久寻找的宇宙暗物质的一若干。
在最近的一份出版物中,提出了一种探测原子大小的原始黑洞的替代计划。在这项探究中,热门娱乐头条资讯探究了这些微小黑洞之一与宇宙中密度最大的物体之一(中子星)之间相互作用的特征通讯。
在着手这个新的天体物理模型之前,让我们先来留言一下这些迷人恒星的首要特征。
宇宙中密度最大的物体之一
如前所述,当大品质恒星耗尽燃料时,它会爆炸,其核心会坍塌,从而形成恒星黑洞。应该强调的是,并不是权威游戏评测合集所有的状况都是如此:例如,假如坍缩核心的品质小于大约三个太阳品质,就会形成中子星。

一个孤立的原始黑洞的再造。Credit: NASA/ESA and G. Bacon (STScI)
这些都是相当小且密度极高的物体。例如,假设一颗品质为1.5倍太阳品质的恒星被压缩成一个直径只有20公里(相当于曼哈顿岛大小)的球体。
中子星的密度相当高:一汤匙的恒星物质会重达数百万吨!
最年轻的中子星归于被称为脉冲星的子类,它们以极高的速度旋转(乃至比厨房搅拌器还快)。这些脉冲星以窄波束的形式发出辐射,周期性地到达地球。
随着时间的推移,这些物体冷却下来,失去了旋转速度,难以探测(只有最活跃的脉冲星被观测到)。
原子大小的PBH与中子星的相互作用
原始黑洞或许位于暗物质密度相当高的星系区域。所以,它们可以漫游宇宙(以各异的速度和方向移动),并最后与其他天文物体(如黑洞或中子星)相互作用。
从这个价值上说,一个原子大小的PBH或许会遇到一颗古老的中子星(它的温度相当低,差不多失去了所有的旋转速度)。依据最近的探究,这些相遇的频率大约是每年20次。但是,这些相互作用中的大若干将很难观察到(由于距离地球的巨大距离和适当的方向)。
考虑两种或许的状况:第一,当PBH被中子星捕获时,第二,当微小的黑洞从远距离进入,绕过NS,然后再次向外移动到“无限远”(即散射事情)。依据特定的轨道(捕获或散射),会形成一个独特的通讯。
上述通讯被称为伽马射线爆发(GRB),或许是宇宙中最活跃的事情之一。
一种特别的GRB
这些高能瞬态辐射持续数毫秒至数小时,其来源位于距离地球数十亿光年的地方。众多的能量以相当窄的光束形式释放出来。
较短的伽玛暴是由中子星或黑洞合并引发的,而较长的爆发源于大品质恒星(所谓的超新星)的死亡。
在我们这个特别的例子中,GRB持续了大约35秒,有一个相当特别的条件:一个平稳而持续的发射,然后在仅仅百分之几秒的时间里突但是高效地下降。
原子大小的PBH探测:一项不或许的任务?
考虑到寻找如此微小的黑洞的繁琐性,这不是一个轻松回答的难题。
尽管如此,假如这样一个特定的GRB被现代望远镜测量到(并且与这项探究中报表的特定特征相匹配),那么可以觉得在早期宇宙中发生了一次古老的PBH-中子星相互作用。
换句话说,它将提供这种低品质原始黑洞的评测证据,这是斯蒂芬·霍金的基础预测之一。
这不是一项轻松的任务(也许,这样的伽玛暴或许永远不会被察觉),但我们不能完全排除这种或许性:只有时间会告诉我们。