發現距離地球只有一千五百光年一個可能是最小的黑洞

理論上黑洞很容易製造。只需將一團物質壓縮到半徑小於史瓦西半徑（Schwarzschild radius）的球體中，然後有黑洞。實際上，事情並不是那麼容易。當擠壓物質時，它會向後推動，因此要擠壓一顆恆星需要有足夠的重量。一般認為，即使最小的黑洞，它的大小也至少為五個太陽質量。但是最近的一項研究顯示，黑洞的下界可能會更小。

美國俄亥俄州立大學以天文學家塔林杜·賈亞辛格（Tharindu Jayasinghe）為首的研究團隊聚焦一顆稱為麒麟座V723（V723 Monoceros）的紅巨星。這顆恆星有周期性的擺動，意味著它有一顆伴星的物體鎖定在軌道上。伴星太小且太暗而無法直接看到，因此它必須是中子星或黑洞。經過仔細檢查，結果發現這顆恆星不僅與其伴星一起在軌道上搖擺，而且還受到它的伴星重力作用而變形，這種效應稱為潮汐擾動。

麒麟座V723的軌道擺動和潮汐破壞都可以使到來自它的光線產生多普勒效應（Doppler effect）。由於這兩種效果都取決於伴星的質量，因此可以計算伴星的質量。原來只有大約三個太陽質量。

這很奇怪，因為它屬於緻密天體，根據核子物理的理解，中子星的質量不應超過太陽質量的2.5倍。我們觀測到最大的中子星約為太陽質量2.24倍。由於黑洞應大於五個太陽質量，因此存在一個間隙，而現時看到的緻密天體，正正就在它的中間。

這不是我們第一次在質量間隙中觀測到一顆天體。在2019年，激光干涉重力波天文台和室女座干涉儀發現了23個太陽質量與2.6個太陽質量物體合併產生的重力波。雖然合併天體可能是一顆大型中子星，但這個新天體似乎太大。目前，有證據顯示它是一個黑洞。如果是這樣，那就是我們發現的最小的黑洞。

這也將會是有史以來發現最接近的黑洞，它距離地球只有一千五百光年。雖然我們尚無法確定這個神秘的天體是一個黑洞，但我們可以進一步研究。

【圖、文：節譯自美國俄亥俄州立大學2021年4月21日新聞公佈】研究全文刊登在2021年4月21日出版的英國《皇家天文學會月報》