浙江
一個“原初黑洞”？還是別的什么？
大麥哲倫云中的一顆恒星7年前曾經(jīng)神秘變亮。NASA / Ames Research Centre
5月19日，以澳大利亞斯威本理工大學科學家為首的一個科研團隊在一篇論文中稱，他們發(fā)現(xiàn)7年前發(fā)生在銀河系衛(wèi)星系——大麥哲倫云中的一起神秘事件，可能與一個質(zhì)量只相當于3個月球，卻擁有黑洞般強引力場的不明天體有關(guān)。
2019年12月18日，大麥哲倫云中的一顆恒星突然莫名地增亮了大約一個小時，然后又恢復正常，且再也沒有發(fā)生類似變化。科學家發(fā)現(xiàn)，其亮度的變化非常平滑且對稱，這表明可能有什么東西從它前方飛了過去。
這個神秘的天體被天文學家稱為“菲比（Phoebe）”。“菲比事件”是現(xiàn)代天文學中最不可思議的謎題之一。
一般認為，引發(fā)“菲比事件”的，最有可能是所謂的“微引力透鏡”效應。當一個密度極大的天體從我們與后方天體之間經(jīng)過，其引力場會像透鏡一樣短暫地增強后方天體的亮度，且其光度變化特征與變星、耀斑或小行星有明顯區(qū)別。
斯威本大學的研究人員在分析大麥哲倫云的巡天數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)，“菲比事件”帶有“微引力透鏡”特征幾乎毋庸置疑，但“菲比”本身究竟是什么，卻是個難以解開的謎。
研究人員認為，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，“菲比”的真實身份有三種可能。第一種可能是，“菲比”是一顆流浪的銀河系行星。這顆行星在很久以前被逐出了它的原生“家庭”，獨自在銀河系中游弋；第二種可能性與此相似，不同的是，它是一顆隸屬于大麥哲倫云的行星——如果真是這樣，那么它可能是有史以來發(fā)現(xiàn)的第一顆充當了微引力透鏡的河外行星；第三種可能性最為奇特——“菲比”可能是一個黑洞——它的質(zhì)量只相當于我們月球的3倍，卻擁有極高的密度和極強的引力場。
研究人員認為，這樣的黑洞目前僅存在于理論上，亦即所謂的“原初黑洞”。“原初黑洞”是在宇宙大爆炸發(fā)生后最初的瞬間產(chǎn)生的。它們不是恒星坍縮的結(jié)果——當時宇宙中還沒有恒星。它們源自當時宇宙密度的漲落。
想知道導致微引力透鏡事件的天體是什么，事件的持續(xù)時長是重要線索。微引力透鏡的持續(xù)時間長度取決于充當透鏡天體的質(zhì)量。這個天體質(zhì)量越小，其穿越視線的時間就越短，后方天體增亮的時間也就越短。
“菲比事件”持續(xù)了約60分鐘。模型反推結(jié)果顯示，充當透鏡的天體質(zhì)量大約為我們月球質(zhì)量的3倍，遠小于任何行星，同時也不足以使其成為恒星級黑洞。
恒星級黑洞的質(zhì)量下限為太陽的5倍，而“菲比”的質(zhì)量遠低于此。因此研究人員認為，如果它是黑洞，那就只可能是原初黑洞。
研究人員也計算了“菲比”是其他類型天體的概率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)它是暗物質(zhì)暈的可能性比它是銀河系恒星、大麥哲倫云恒星的10萬倍，其為暗物質(zhì)天體的可能性高出它是任何普通物質(zhì)天體5個數(shù)量級。
如果“菲比”真是一個原初黑洞，那它就是迄今為止人類發(fā)現(xiàn)的最古老的天體之一。它誕生時，宇宙中的第一顆恒星尚未點亮，第一顆原子尚未形成。它在黑暗中默默流浪了大約130億年，并在公元2019年12月的一個夜晚，在人類的望遠鏡視野里，通過了一顆遙遠恒星的前方，短暫地宣告了自己的存在。
但或許也還存在其他可能。
參考
AMPM II. A Lunar-Mass Primordial Black Hole Microlensing Candidate in the Milky Way Halo
https://arxiv.org/html/2605.19375
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