孤獨的黑洞

在1994年關(guān)于黑洞的書中,索恩提出了幾個可能發(fā)現(xiàn)黑洞的方法。在討論前面所概述的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)細(xì)節(jié)之前,他簡略地提到了引力透鏡,但又很快否定了它的可操作性,“……(這一效應(yīng))所需要的地球—黑洞—恒星的直線排列是一個極其罕見的事件,我們幾乎沒有任何希望能發(fā)現(xiàn)它?！?聽起來耳熟嗎?但這次他錯了。

銀河系的中心——又被稱為核球——是一個恒星密集的區(qū)域。在一個大約10 000光年長、5 000光年寬的矩形范圍內(nèi),這些恒星為透鏡研究提供了非常好的背景光源。除此之外,核球中恒星發(fā)出的光線,還會在穿過銀河系盤和矩形區(qū)近端時,途徑大量的恒星,而這些恒星都可能成為潛在的引力透鏡。這是一套成功的微透鏡搜索組合——大量透鏡從大量光源面前經(jīng)過,從而顯著增加了透鏡事件發(fā)生的可能性。

三個主要的實驗小組——MACHO,OGLE和天體物理學(xué)微透鏡觀測小組(Microlensing Observations in Astrophysics,MOA)——都利用了這個區(qū)域的優(yōu)勢地位,并以每年差不多500個微透鏡事件的速度收獲勝利果實。這些團(tuán)隊記錄的大多數(shù)透鏡事件是一個恒星對另一個恒星所起的作用(比如,星系盤中的恒星在通過核球中更遙遠(yuǎn)恒星的正前方時所引起的透鏡效應(yīng))。但是,如果銀河系盤中還有大量黑洞與恒星一起旋轉(zhuǎn),它們也自然可以成為透鏡。正如索恩所說,這一現(xiàn)象所要求的必要條件,即黑洞、光源恒星和地球上的觀測者處于同一條直線上,是非常罕見的,但他和愛因斯坦所持的絕望態(tài)度也確實是過于悲觀了。事實上,我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這一奇觀。

對這個現(xiàn)象的觀測來自于OGLE和MACHO小組。他們都看到了銀河系核球中的一顆恒星慢慢地變亮,并在達(dá)到初始亮度的32倍后,又慢慢地恢復(fù)到正常狀態(tài)。整個事件持續(xù)了三年——這也是有史以來我們看到的最長的微透鏡事件。雖然我們至今還未能確定這個透鏡的準(zhǔn)確質(zhì)量(估計在太陽質(zhì)量的4~100倍之間),但對數(shù)據(jù)的幾個不同分析全都指向同一個結(jié)論:引發(fā)這起事件的透鏡(被稱為MACHO-99-BLG-22/OGLE-1999-BUL-32)是一個黑洞。7