地球，我們所處的這片地方真的十分舒適。它相對于太陽距離適當(dāng)，并且處于銀河系中一個舒適的地點。但是在我們星系的中間，事情就變得危險起來了。在這里你能找到一個特大質(zhì)量黑洞，其重量相當(dāng)于四百萬個太陽。它就是人馬座A* (Sagittarius A*)。數(shù)十年來，科學(xué)家們相信它—包括每個星系中心的每一個黑洞—都會形成一種特殊的引力，這種引力會在其周圍形成一個由恒星和黑洞組成的“尖頂”。但是這一切都是理論上的，因為我們還從未在人馬座A* (Sagittarius A*) 周圍觀測到過這群物質(zhì)。但是根據(jù)發(fā)表的一個研究，一個研究組指出了如何看見這群黑洞，而且，他們的發(fā)現(xiàn)令人敬畏。
圍繞特大質(zhì)量黑洞的環(huán)
理論上的圍繞在特大質(zhì)量黑洞周圍的那群物質(zhì)被稱作是“密度尖峰”（"density cusp”）或是“白考兒·霍夫尖峰”（"Bahcall-Wolf cusp”），后者是以第一位指出其有極大可能性存在的研究員的名字命名的。這方面的最初研究絕大部分都只是數(shù)學(xué)上的研究：物理學(xué)家們直到一定大小的恒星和黑洞是如何相互影響的，當(dāng)他們進行數(shù)學(xué)運算時，他們斷定特大質(zhì)量黑洞一定被密集的恒星群圍繞。而且，引申開來講，有更多的黑洞，因為恒星在它們生命的結(jié)束時刻將會轉(zhuǎn)變成黑洞。研究員最終找到了對于圍繞在我們自己所處的星系中心黑洞的恒星群尖端強有力的證據(jù)。
圖解: 位于M87中心的超大質(zhì)量黑洞，推估質(zhì)量達(dá)太陽的數(shù)十億倍。這是人類史上第一張直接對黑洞觀測的天文影像，由事件視界望遠(yuǎn)鏡所拍攝，發(fā)表于2019年4月10日。
但即使我們已經(jīng)看見了這些團星，黑洞是眾所周知的難以看見。必經(jīng)它們是黑色的。它們應(yīng)該就在這些恒星旁邊，但是我們還沒有發(fā)現(xiàn)他們。
“在整個星系中只有大約五十多個已知黑洞—100,000光年寬—而且在一個只有6光年寬的區(qū)域里應(yīng)該有10,000到20,000這些東西，但是沒有人能夠發(fā)現(xiàn)它們，沒有太多可信的證據(jù)。”查克·海里（Chuck Hailey）說，他是哥倫比亞大學(xué)天文物理實驗室的副主任，并且是這項研究的新聞稿主作者。
在黑暗中尋找
那不是因為缺乏努力與嘗試。在過去，研究員們曾試圖尋找這些黑洞，通過尋找一種名叫“黑洞雙星”（black-hole binaries）的東西。黑洞雙星（black-hole binaries）：這種黑洞要么是由兩個大質(zhì)量星的引力產(chǎn)生，要么是通過捕捉經(jīng)過它的大質(zhì)量星產(chǎn)生。這些大質(zhì)量星將會傾向于吹散它們的外層來在黑洞周圍形成一個吸積盤，這會讓它升溫并釋放出強烈的X射線。當(dāng)科學(xué)家們觀測到這些X射線釋放時，他們就知道那里可能包含了一個黑洞。
圖解：大麥哲倫云面前的黑洞（中心）的模擬視圖。請注意引力透鏡效應(yīng)，從而產(chǎn)生兩個放大，以星云最高處扭曲的視野。銀河系星盤出現(xiàn)在頂部，扭曲成一個弧形。
“這很明顯是一種尋找黑洞的方法”他說，“但是銀心（Galactic Center）離地球太遠(yuǎn)了，以至于這些爆發(fā)的強度和亮度只夠每100到1,000年見到一次。”
相反，海里和他的團隊尋找一些更加現(xiàn)實的東西：由黑洞和一個小質(zhì)量星結(jié)合釋放出的微弱但是連續(xù)的X射線。“如果我們能夠找到那些與小質(zhì)量星結(jié)合的黑洞，并且知道它們的結(jié)合比例，我們就可以科學(xué)地推斷出那里獨立黑洞的數(shù)量”他說。為此，他們查找了錢德拉X射線天文臺（Chandra X-ray Observatory）收集的數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)了12個在人馬座A* (Sagittarius A*)3光年內(nèi)的這樣的雙星。
圖解：藝術(shù)家筆下的黑洞。
通過他們對這十來個雙星的測量，他們推斷出在特大質(zhì)量黑洞周圍區(qū)域一定有300到500個同種類型的黑洞雙星，并且有大約10,000獨立的黑洞。
根據(jù)海里的描述，這是巨大的。對于新地但在增長的區(qū)域的引力波探測來說，這是非常重要的，因為明確有多少個黑洞有助于預(yù)測它們可能產(chǎn)生多少的引力波。“天體物理學(xué)家所需要的一切信息都在星系的中心”他說。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. Ashley Hamer-小代
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