同一星团中的两个黑洞

胡德良

黑洞是不合群的：它们不但从环绕的恒星那里吞进气体，而且根据理论，它们还会将另外一个黑洞踢出自己的家园。然而，现在天文学家称，他们发现两个独立的黑洞存在于同一个星团中，这表明在这个星团以及其他星团中会有更多的黑洞等待科学家去发现。

以前，天文学家在银河系的星团中从来没有发现过黑洞。这个正在谈论中的星团是一个所谓的球状星团，它是一种包含着几十万颗恒星的恒星密集型团体。银河系中所有的星团都是在很久以前形成的，因而其中短命的大型恒星已经死亡并且变成了黑洞。每个黑洞的质量比星团内许多仍然发光的任何一颗恒星的质量都要大，因此黑洞应该沉到星团的中心处。在中心处，黑洞巨大的引力会将其他黑洞逐出到偌大的星系空间，至多剩下一个黑洞系统。

起码以前的理论是这样的。现在，密歇根州立大学的天文学家杰伊·斯特拉德及其同事说，他们在M22中发现了两个独立的黑洞。M22是个距离地球10 000光年的球状星团，位于人马座。利用新墨西哥州索科洛附近的甚大阵列望远镜进行的观测显示，两个物体的无线电波谱类似于星团之外其他黑洞系统的波谱。

这个发现让人大吃一惊。“我们非常激动，”研究小组成员、英国南安普敦大学的天文学家托马斯·马卡罗恩说，“但是，我们想谨慎一些，确保能够排除所有其他的可能性。”

“这是一个相当重大的发现，”伊利诺伊州西北大学埃文斯顿分校的天体物理学家斯蒂凡·昂布雷特说，“这表明，黑洞的喷射过程不像我们原以为的那么高效。”

然而，加州理工学院帕萨迪纳分校的天文学家施里尼瓦斯·库尔卡尼持有怀疑态度，他甚至愿意下100美金的赌注，认为那两个天体都不是黑洞。“伟大的发现需要强有力的证据，”他说，“该发现不能使我信服。”库尔卡尼称，如果M22拥有过多的恒星，那么该星团中很可能会有一些奇怪的恒星，可以释放类似黑洞系统中特有的无线电波谱。

如果这些发现能够成立，这两个黑洞则代表着两个“第一”：它们是在银河系星团中发现的第一批黑洞；它们也是利用无线电波发现的第一批相当于恒星质量的黑洞。其他恒星质量的黑洞，如天鹅座X-1，是由于旋进黑洞的炽热气体散发出X射线而引起科学家注意的。

事实上，斯特拉德的研究小组没有发现来自该黑洞系统的X射线，这说明它们散发出的无线电波要多得多。斯特拉德说，这是10倍～20倍于太阳质量的黑洞所拥有的一个特点，很可能就是恒星质量的黑洞，类似于15个太阳质量的黑洞——天鹅座X-1。此外，两个黑洞都位于距离星团中心几光年的范围之内，这个位置与大质量天体的位置相符，因为大质量天体应该会沉到星团的中心部位。但是，库尔卡尼反驳说，这么大质量的天体应该下沉到距离星系中心更近的位置。他还说，没有X射线意味着它们根本不是黑洞。

然而，如果这两个天体是黑洞，那么每个黑洞都可能会有一颗恒星环绕着，并且往黑洞中注入恒星物质，以产生所观察到的无线电波。有一次，哈勃太空望远镜的观测显示，在一颗红矮星附近有一个推断出来的黑洞。红矮星比太阳小得多，温度也要低得多，而且也暗得多。其他的观察显示，黑洞的伴星可能是一颗红矮星，其特点介于红矮星和太阳之间。

该发现表明，M22中可能拥有更多的黑洞，因为没有恒星做伴的黑洞不会释放出无线电波。“我认为很可能会有更多的黑洞。”斯特拉德说。

如果是这样的话，尽管你很可能不想把黑洞邀请到晚会上去，但是它们可能不像我们原以为的那样不合群！