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理论上,黑洞是很容易形成的。简单地说,你拿一块物质,把它挤压成一个半径小于“史瓦西半径”的球体,然后噗!你就生成了一个黑洞。“史瓦西半径”是什么呢?它是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。当物体的实际半径小于其史瓦西半径时,该物体就被称为黑洞。

实际上,事情并没有那么容易。当你挤压物质时,它会产生反作用力,所以需要一颗恒星的重量才能产生足够的挤压力。因此,人们普遍认为,即使是最小的黑洞,其质量也至少是太阳质量的5倍。但最近的一项研究显示,这个质量下限可能会更小。

这项发现工作聚焦于被称为“V723 Monoceros(独角兽座)”的红巨星。这颗恒星存在着一种周期性的摆动,这意味着它是被一个伴星锁定在轨道上。但是这颗伴星太小、太暗,无法直接观测到,所以它要么是中子星,要么是黑洞。仔细观察后发现,这颗恒星不仅在轨道上随伴星摆动,它在还伴星的引力作用下发生了变形,这种效应被称为潮汐扰动。

上图:V723 MON的变形形状如何影响其光线曲线。

事实上,V723 红巨星的轨道摆动和潮汐扰动都会使来自它的光,发生多普勒频移。由于这两种效应都取决于伴星的质量,因此科学家们可以据此计算出伴星的质量。令人惊讶的是,结果居然只有大约3个太阳质量。

这很奇怪,因为它属于致密天体。根据我们对核物理的理解,中子星的质量不应该超过2.5个太阳。我们观测到的最大的中子星大约是太阳质量的2.24倍。由于黑洞的质量应该大于5个太阳质量,所以这里存在一个空隙,在这个空隙里不应该会看到如此致密的天体。而这个物体就在空隙的中间。

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上图:这张图显示了与已知黑洞和中子星相比较的最新合并。

当然,这并不是人类第一次观测到质量间隙中的物体。2019年,LIGO和室女座探测器探测到一个23倍太阳质量和2.6倍太阳质量物体合并所产生的引力波。虽然,合并的天体可能是一个较大的中子星,但这个新天体似乎太大了。现在有证据表明它是一个黑洞。

如果这次发现的天体是真的,它就是我们发现的最小的黑洞。

而且,它也是我们发现的距离地球最近的黑洞,只有1500光年远。天文学家给这个物体起了个绰号“独角兽”,部分原因是它的独特属性,部分原因是它位于独角兽星座。虽然,我们还不能确定“独角兽”是否真的是一个黑洞,但我们可以通过进一步的研究来证明。所以,我们可以把这些未来的研究人员称为“独角兽追逐者”。

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