徘徊在银河系中的“黑暗”黑洞？可能是迄今为止探测到的最小的黑洞
【菜科解读】
根据对其质量的一项估计，仅在我们银河系的太空通道中徘徊的“黑暗”黑洞，可能是迄今为止发现的最小的黑洞。
今年早些时候，由马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的 Kailash Sahu 领导的天文学家宣布发现了第一个已知的孤立的恒星质量黑洞。
这个黑洞距离我们5000光年，被发现是因为它的引力充当了引力透镜，放大了19000光年外的背景恒星的光。
它最初是由两个地面调查发现的，一个是波兰领导的光学引力透镜实验(OGLE ),主要使用智利的拉斯坎帕纳斯天文台，另一个是新西兰约翰山大学天文台的天体物理学微透镜观测(MOA)项目。
萨胡的团队使用哈勃太空望远镜跟进这一发现，引力透镜化的程度让他们得出结论，黑洞的质量大约是太阳质量的7.1倍。
然而，第二个团队现在提出了不同的质量计算。
由加州大学伯克利分校的 Casey Lam 领导的研究小组得出结论，该物体的质量是太阳质量的 1.6 到 4.4 倍。
如果正确，那么这可能会产生有趣的影响。
恒星质量黑洞是质量比太阳大20倍的恒星的超新星的产物。
另一方面，当具有8到20个太阳质量的恒星成为超新星时，它们会留下一颗中子星。
理论上，中子星的质量可达约 2.3 个太阳质量。
对双星系统中可探测到的恒星质量黑洞的观测没有发现任何小于 5 个太阳质量的黑洞，从而在质量最大的中子星和质量最小的黑洞之间造成了差距。
如果黑洞位于 Lam 质量范围的上端，它将有助于填补这一空白。
“不管它是什么，这个物体是第一个在没有另一颗恒星陪伴的情况下在银河系中游荡的暗星残骸。
”Lam在美国宇航局的一份声明中说。
尽管质量超过 20 个太阳质量的恒星仅占银河系所有恒星的 0.1%，但银河系中的恒星数量如此之多（估计有 100-2000 亿颗），而且银河系如此古老（大约130 亿年）我们的银河系中现在应该有 1 亿或更多的恒星质量黑洞。
其中许多是在双星系统中发现的，它们的存在从它们对伴星的引力和它们从邻居那里吸积的物质中可以明显看出。
甚至在大麦哲伦星云中的NGC 1850星团中也发现了一颗。
然而，许多其他人将在恒星之间徘徊，直到与背景恒星的机会对齐意味着我们发现它们创造了一个引力透镜时才被注意到。
这一发现只是冰山一角。
美国宇航局的南希·格雷斯罗马太空望远镜计划于 2027 年发射，它将调查银河系的大片区域，预计将识别数千个微透镜事件，其中许多可能是黑洞。
第一次观察到白矮星的X射线爆炸现象
这种死亡的太阳有时会在一次超热的爆炸中恢复活力并产生一个X射线辐射的火球。
来自包括图宾根大学在内的几个德国机构的一个研究小组在弗里德里希-亚历山大-纽伦堡大学(FAU)的领导下第一次观察到了这样一个X射线光的爆炸。
“这在某种程度上是一个幸运的巧合，真的，”来自FAU天文学机构的Ole König指出“这些X射线闪光只持续几个小时，几乎不可能预测，但观测仪器必须在准确的时间直接对准爆炸。
”他跟Jörn Wilms博士教授和来自马克斯-普朗克地外物理研究所、图宾根大学、巴塞罗那加泰罗尼亚理工大学和波茨坦莱布尼茨天体物理研究所的研究团队一起在《自然》上发表了一篇关于这次观测的文章。
这种情况下的仪器是eROSITA X射线望远镜，它目前位于离地球一百五十万公里的地方，自2019年以来一直在调查天空中的软X射线。
2020年7月7日，它在天空中的一个区域测量到了强烈的X射线辐射，而这个区域在4小时前是完全不显眼的。
四小时后，当X射线望远镜测量天空中的同一位置时辐射已经消失了。
由此可见，之前完全过度暴露在探测器中心的X射线闪光一定持续了不到8小时。
像这样的X射线爆炸在30多年前就被理论研究所预测，但直到现在还没有被直接观察到。
这些X射线的火球发生在太阳的表面，这些太阳在用完大部分由氢和后来在其核心深处的氦组成的燃料之前其大小跟太阳相仿。
这些太阳的尸体不断缩小，直到剩下白矮星，它们的大小跟地球相似，但其质量可能跟我们的太阳相似。
“想象这些比例的一种方法是把太阳想象成跟苹果一样大小，这意味着地球将跟针头一样大小并以10米的距离围绕苹果运行，”Jörn Wilms解释道。
来自图宾根大学的Victor Doroshenko博士补充称：“这些所谓的新星确实一直在发生，但在大多数X射线发射产生的最初时刻探测它们真的很难。
不仅闪光的持续时间短是一个挑战，而且发射的X射线的光谱非常软。
软X射线的能量不大，容易被星际介质吸收，所以我们在这个波段不能看得很远，这就限制了可观察的物体的数量--无论是新星还是普通的太阳。
望远镜通常被设计成对较硬的X射线最有效，因为那里的吸收不那么主要，而这正是它们会错过这样一个事件的真相！”Victor Doroshenko总结道。
另一方面，如果要把一个苹果缩小到针头大小，那么这个微小的颗粒将保留苹果相对较大的重量。
Jörn Wilms继续称：“来自白矮星内部的一茶匙物质很容易就具有跟一辆大卡车相同的质量。
由于这些烧毁的太阳重要由氧和碳组成，我们可以把它们比作在宇宙中漂浮的与地球同样大小的很大钻石。
这些珍贵宝石形式的物体温度很高，会发出白色的光芒。
然而这种辐射非常微弱，从地球上很难探测到。
除非白矮星伴随着一颗仍在燃烧的太阳，也就是说，当白矮星很大的引力从伴随的太阳外壳中吸引氢气时。
FAU的天体物理学家Jörn Wilms说道：“随着时间的推移，这些氢气可以在白矮星的表面聚集成一个只有几米厚的层。
”在这层中，很大的引力产生了很大的压力，这种压力非常大，以至于大到导致太阳重新点燃。
在一个连锁反应中，它很快就会发生很大的爆炸，期间氢气层被炸掉。
像这样的爆炸的X射线辐射就是2020年7月7日击中eROSITA探测器的真相，产生了一个过度曝光的图像。
“对来自白矮星大气层的X射线辐射的物理来源的理解相对较好，我们可以从第一原理和精致的详情中建立它们的光谱模型。
将模型跟观测结果进行比较可以了解这些物体的基本属性，如重量、大小或化学成分，”来自图宾根大学的Valery Suleimanov博士说道，“然而，在这种特殊情况下的问题是，在30年没有光子的情况下，我们突然有了太多的光子，这扭曲了eROSITA的光谱反应，eROSITA的设计则是为了探测数以百万计的非常微弱的天体，而不是一个但非常璀璨的物体”，Victor Doroshenko补充道。
Jörn Wilms则表示：“利用我们最初在支持X射线仪器开发时拟定的模型计算，我们能在一个复杂的过程中更详细地分析曝光过度的图像，从而获得一个白矮星或新星爆炸的幕后观点。
”根据这些结果，，这颗白矮星的质量大约相当于我们的太阳，因此相对较大。
爆炸产生了一个温度约为327,000摄氏度的火球，这使其温度为太阳的60倍。
“这些参数是通过将X射线辐射模型跟Valery Suleimanov和Victor Doroshenko在图宾根创建的非常热的白矮星所发出的辐射模型相结合，以及在FAU和MPE进行的远远超出规格的制度下对仪器反应的非常深入的分析而获得的。
我认为这很好地说明了现代科学中合作的主要性--以及德国eROSITA联盟中广泛的专业知识，”来自图宾根大学的Klaus Werner教授博士补充道。
由于这些新星很快就耗尽了燃料，它们会迅速冷却，X射线辐射则会变得更弱并直到最后变成可见光，其在eROSITA探测到的半天后到达地球并被光学望远镜观测到。
Ole König指出，随后出现了一颗看似璀璨的太阳，这实际上是来自爆炸的可见光且非常璀璨，以至于在夜空中可以用肉眼看到它，“像这样看似‘新星’的现象在过去也曾被观测到过。
由于这些新星只有在X射线闪光后才干看到，因此很难预测这种爆发，当它们撞上X射线探测器时重要是靠运气。
”
人类已经搜寻到5000颗系外行星？回顾一些里程碑式的发现
最近人类已经发现的第5000颗系外行星正式得到确认，现在似乎是回顾这一路走来的里程碑的最佳时机。
自从仰望夜空以来，人们一直认为至少在我们看到的一些太阳附近应该有行星在运行，但直到1992年，天文学家才确认第一次发现了一颗“太阳系外 ”行星。
虽然New Atlas没有报道早期的系外行星科学，但该媒体在2008年第一次报道该领域的发现：在大约5000光年外发现了一个"惊人的相似"的行宇宙岛统。
第二年，随着NASA（美国宇航局）开普勒宇宙望远镜的发射，事情才真正开始，该望远镜是专门为搜索系外行星而设计的。
在接下来的几年里，候选探测器开始成百上千地涌入，到2015年，天文学家已经确认了大约440个系统中的1000多颗系外行星。
七年后，这个数字现在已经增加到5000多颗。
其中的一些亮点包括Gliese 581g，第一颗可能适合居住的系外行星；HIP 13044 b，在银河系外发现的第一颗候选系外行星；第一次发现的“流氓行星。
Kelt-9b，比大多数太阳都要热的气体巨行星；Proxima b、c和d，它们是离地球最近的系外行星，只有4光年的距离；当然还有TRAPPIST-1系统，它包含七颗地球大小的行星，围绕一颗红矮星运行。
New Atlas总结了过去20年中一些最大的系外行星发现：2008年2月20日，圣安德鲁斯大学的天文学家有发现了一个距离地球大约 5000 光年的行宇宙岛统，它与我们的太阳系有着“惊人的相似之处”。
2010 年 10 月 1 日，天文学家宣布第一颗“潜在宜居”的系外行星Gliese 581g 被发现。
2010 年 11 月 25 日，天文学家称银河系以外的第一颗系外行星HIP 13044 b 被发现。
2011 年 9 月 19 日，美国宇航局的开普勒任务发现了第一颗围绕两颗太阳运行的系外行星 Kepler-16b。
2012 年 11 月 15 日，天文学家发现了一颗距离我们太阳系约 100 光年的“流氓行星”。
2015年1月10日，美国宇航局宣布开普勒宇宙望远镜观测到的系外行星数量已经超过了1000 颗，其中包括 8 颗新的“宜居”行星和 544 颗候选行星。
2016 年 8 月 24 日，一组天文学家发现了一颗潜在宜居行星，距离地球仅 4 光年。
2017 年 2 月 22 日，一个国际天文学家团队宣布在附近一颗超冷红矮星的轨道上发现了七颗地球大小的系外行星，其中三颗位于该太阳的宜居带。
2017 年 5 月 5 日，天文学家盘点迄今为止发现的五颗最奇异的系外行星。
2017 年 6 月 5 日，美国宇航局发现极度不适合居住的超高温系外行星KELT-9b。
2022年3月21日，美国宇航局确认发现了第5000 颗系外行星，，并认为还有数十亿颗系外行星有待发现。
