黑洞在吞噬周圍恆星物質的過程放射出大量X射線。中子星是高密度天體,也會吸入周圍恆星的物質而放射大量X射線。近期一份研究稱,找到了黑洞所放出的X射線獨有的特徵,將黑洞和中子星區分開,可以作為探測到黑洞的確鑿證據。

黑洞最早是愛因斯坦在相對論中預測存在的一種沒有堅硬表平面的、奇怪的天體。雖然它沒有一個表平面,但是它被約束在一個不可見的範圍之內,這個邊界就是事件視界。進入這個邊界內,任何物質包括光線都無法逃逸。

現在科學家用各種方法,拿出了證明黑洞存在的確鑿證據,這是現代物理學和天文學上的一座豐碑。

但是迄今,科學家通過無線電波成像,只拍攝到一個黑洞的照片,那是一個質量達60億倍太陽的超級黑洞。其他類型的黑洞仍然是通過各種數據證實它們的存在。

比如這份研究所聚焦的質量和太陽一個級別,也就是質量在10倍太陽以下的小型黑洞。

科學家認為,小型黑洞對其周圍時空造成的彎曲效應,至少是超級黑洞的幾萬萬億倍。所以,小型黑洞是研究宇宙內極端天體情形不可錯失的範例。

通過探測引力波,科學家可以推測這些小型黑洞的合併事件。這些引力波是瞬態事件,只持續幾分之一秒,是證明一個穩定的小型黑洞存在的確鑿證據。它從周圍的恆星上吸入物質的過程中,發出的射線主要是X射線。

而中子星是目前科學家所知的,存在硬質表平面的密度最大的天體。中子星也有類似的從周圍恆星吸入物質的過程,這個過程也發射大量X射線。其物質轉化為射線的轉化率高達約20%。

為了區分探測到的X射線是來自小型黑洞還是中子星,這份研究找到了辦法。

數據中X射線 來自小型黑洞

研究人員從已退役的X射線天文衛星RXTE收集的數據中,找到了沒有硬質表平面的X射線特徵。也就是說,具有這些特徵的X射線,是來自小型黑洞。

研究者表示,這是至今發現的可以證明小型黑洞存在的最顯著、穩定的特徵。這份研究近期發表在《天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上。◇