罕见伽马射线暴揭示神秘中型黑洞

最新观测表明，一个罕见的受到引力透镜影响的伽马射线暴（伽马暴）可能表明其光线经过了一个中型黑洞附近。

黑洞示意图。

目前常见的黑洞有两种大小：一种是所谓的恒星级黑洞，通常是太阳质量的三到十倍;另一种是超大质量的黑洞，其存在于大多数星系的中心，包括我们的银河系，它们的重量要重达太阳质量的数百万至数十亿倍。

但是在这两种黑洞之间的中型黑洞却非常罕见。这也引起了天文学中一个重要的问题：超大质量黑洞是如何形成的?

到目前为止，仅检测到少量中型黑洞，即质量介于100和100,000太阳质量之间的黑洞，并且没有一个正好位于该范围的中间。

这次新发现的引力透镜黑洞恰好约55,000个太阳质量，这可能是这恒星级和超大质量黑洞之间的缺失环节。

澳大利亚蒙纳士大学（Monash University）的埃里克‧塔兰（Eric Thrane）教授在一份声明中说，新发现的黑洞“可能是一个古老的遗迹，一个在最初的恒星和星系形成之前就形成的原始黑洞。”

黑洞是一个天体，将巨大的物体压缩成一个很小的空间。它们的引力如此之强，甚至没有光也无法逃脱它们。而光线经过黑洞附近时，则会被黑洞强大的引力扭曲，就像经过了一个放大镜一样。这个现象被称为引力透镜现象。

在这种情况下，遥远天体发出的光经过了这个引力透镜，就会有一部分光线要经过一个弯曲的路径，因此其到达地球的时间会比没有受到引力透镜影响的光线更晚一些。

研究团队使用了最新技术分析了成百上千个伽马暴，以试图找到其中受到引力透镜影响的样本。最终，研究团队注意到了这次发现的伽马暴，它距地球约80亿光年。

虽然研究团队能利用引力透镜现象精确测量中型黑洞的质量，但他们只能推测黑洞的形成方式：一种可能性是由两个较小的黑洞合并而成的;另外，它也可能是从恒星级的黑洞，不断吞噬周围物质从而缓慢积累质量。

澳大利亚墨尔本大学（University of Melbourne）的雷切尔‧韦伯斯特（Rachel Webster）教授在同一份声明中说：“但这是一个缓慢的过程。”“在宇宙时代，很难从太阳质量的种子上生长出超大质量的黑洞。”

研究团队认为，仅在我们自己的银河系中就有大约四万个中间黑洞。

这项新研究发表在2021年3月29日的《自然天文学》杂志上。