天文在线|如何寻找宇宙中的孤立黑洞？
是时候去寻找所有失踪的黑洞了 。
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【天文在线|如何寻找宇宙中的孤立黑洞？】这是由一对日本天体物理学家提出的观点 ， 他们写了一篇论文提议对可能存在与我们星系中的数百万个“孤立黑洞”（IBH）进行新的探索 。 这些迷失在黑暗中的黑洞从星际介质中吸收着尘埃和其它漂浮在星体之间的物质 。 但这一吸收过程的效率很低 ， 且大量物质会被高速排放到太空中 。 研究者写道 ， 外流与周围环境相互作用时 ， 应该会产生人类射电望远镜可以探测到的无线电波 。 如果天文学家可以从银河系的其它噪音波中分离出这些波 ， 那他们就有可能发现这些看不见的黑洞 。
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图解：宇宙中的黑洞 。 图源：Wiki 。
“一种观察IBH的简单方法是通过它们发射的X射线 。 ”研究者们在他们的论文中这样写道 。 但这篇2019年7月1号发表在arXiv上的预印本论文仍未进行正式的同行评议 。 [9个让你惊讶的黑洞观点]
这种方法的原理何在？当黑洞从太空中吸收物质时 ， 其边缘的物质会加速从而形成所谓的吸积盘 。 吸积盘中的物质往视界（黑洞中的一个不归点）旋转前进时 ， 它会与自身摩擦并在此过程中发射出X射线 。 但与超大质量的黑洞相比 ， 孤立黑洞很小 ， 不会以这种方式发射出大量的X射线 。 它们的吸积盘中没有足够的物质或能量来产生巨大的X射线标识 。 而过去使用X射线寻找IBH的研究者们没有得出结论性的成果 。
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图解：吸积盘 。 图源：NASA 。
东京大学的研究者大池村与京都大学的研究者川端康成在他们的论文中写道 ， “这些外流可能使得IBH可以在其它的波长上被探测到 。 外流会与周围的物质相互作用并在交界处产生强烈的无碰撞冲击 。 这些冲击会放大磁场并加速电子 ， 而这些电子会在无线电波长上发射出同步辐射 。 ”[9个让你惊讶的黑洞观点]
换句话说 ， 穿过星际介质的外流会使电子以产生无线电波的速度运动 。
荷兰莱顿大学的天体物理学家西蒙·波特吉斯·兹瓦特表示 ， “这时一篇有趣的论文 。 ”西蒙·波特吉斯·兹瓦特并没有参与大池村与川端康成的研究 ， 但他也在研究IBH相关问题 ， 也称为中等质量黑洞（IMBH）问题 。
波特吉斯·兹瓦特《科学现场》杂志 ， “这将是一种寻找IMBH的好方法 ， 我认为如果使用荷兰的低频阵列（LOFAR） ， 这样的研究应该已经是可行的 ， 但灵敏度仍然是一个问题 。 ”
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图解：低频阵列 。 图源：Wiki 。
波特吉斯·兹瓦特解释 ， IBH被认为是天文学家可以探测到的两类黑洞之间的“缺失的一环”：恒星质量级的黑洞可能是太阳的两倍到一百倍；超大质量黑洞则存活在星系得到中心 ， 其大小可以达到太阳的数十万倍 。
恒星质量级黑洞偶尔可以在包含常规恒星的双星系统中被探测到 ， 因为双星系统可以产生引力波 ， 且伴星可以为大型X射线爆发提供燃料 。 而超大质量黑洞则有可以发射巨大能量的吸积盘 ， 这些能量大到天文学家可以直接探测并拍摄到 。
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图解：射电望远镜 。 图源：Wiki 。
但处于这两种类型中间的IBH则更难被探测到 。 天文学家怀疑太空中有少数物体可能是IBH ， 但这些结果并不确定 。 而包含2017年波特吉斯·兹瓦特为共同作者发表在《皇家天文学会月刊》的论文等一系列过往的研究表明 ， 太空中可能隐藏着数百万个IBH 。
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