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大麦哲伦星云中的一颗恒星曾短暂变亮,这或许是一次微引力透镜事件。
版权所有:美国国家航空航天局艾姆斯研究中心
一个被称为菲比的神秘天体可能是早期宇宙的原初黑洞,它之所以被探测到,仅仅是因为它短暂地放大了一颗遥远恒星的光线。

在某个夜晚,我们的卫星星系——大麦哲伦云里的一颗恒星短暂变亮。
它既没有剧烈变亮也没有爆发性变亮,只是亮度平滑对称地升降,持续约一小时,仿佛有什么东西从它前方经过,将它的光线弯向我们。
之后它恢复正常,再也没有被观测到变化过。

那个东西被命名为菲比。
而弄清楚它到底是什么,成了现代天文学中最引人入胜的谜题之一。
这个故事核心的现象被称为引力微透镜,它是爱因斯坦广义相对论最精妙的预言之一。

当一个大质量致密天体从我们和一颗遥远恒星之间穿过时,它的引力就像一个透镜,会以一种非常独特的方式短暂放大恒星的光。
这种光线增亮的形态十分独特,与变星、耀斑或小行星所产生的现象完全不同。

墨尔本斯威本大学的一组天文学家在大麦哲伦云的高频率观测数据中发现菲比时,他们毫不怀疑自己看到的是一个真实的微引力透镜事件。
问题是,菲比到底是什么?

菲比的质量与原初黑洞假说
有三种可能性。
第一种是一颗流浪行星,这是一颗很久以前被其所在太阳系抛出的行星,如今独自在银河系中漫游。
第二种情况与之类似,但这颗行星属于大麦哲伦星云而非我们的银河系,若如此,它将是有史以来发现的第一颗河外微引力透镜行星。
第三种可能性则要奇特得多:它是一个原初黑洞,这是一种微观黑洞,并非由恒星坍缩形成,而是在宇宙大爆炸后的最初几秒内,在任何恒星都还未形成时由密度波动产生的。

大麦哲伦星云和小麦哲伦星云。
图片来源:欧洲南方天文台S.布鲁尼耶
事件的持续时间是关键线索,而且,由于微透镜效应的时标取决于进行透镜作用的物体的质量,物体越轻,它穿过我们视线的速度就越快,亮度增强的持续时间也就越短。

菲比刚好处于现有观测所能探测的边缘。
研究团队通过物理逆向推导,计算出它的质量约为月球的三倍,这使得它远小于任何行星,也太小而无法成为任何类型的恒星级残余黑洞。
恒星黑洞的最小质量大约是太阳的五倍。
菲比的质量比这个下限低好几个数量级。
这么小的黑洞只有一种,就是在大爆炸中形成的黑洞。
原始黑洞存在的依据
该团队计算了引力透镜天体属于每个可能星群的概率——银河系恒星、大麦哲伦星云恒星,或者它们之间及周围的暗物质晕。
暗物质晕的可能性高出其他情况十万倍。
菲比(Phoebe,此处具体指代前面提及的引力透镜天体,依前文情境推测指代)是暗物质天体的可能性比是与正常恒星物质相关天体的可能性高出五个数量级。
如果这种解释成立,菲比是迄今为止发现的最古老的天体之一,形成于第一批恒星、第一批原子出现之前,诞生于早期宇宙的剧烈混沌之中。
这个在黑暗中默默漂流了130亿年的物体,曾在一个12月的夜晚,通过弯曲一颗遥远恒星的光线,短暂地宣告了自己的存在,时间持续了一小时。
参考文献10.48550arxiv.2605.19375
改编自最初发表于《今日宇宙》的一篇文章。
相关知识
地球是我们人类赖以生存的家园,它是太阳系中的一颗行星。
有着广袤的陆地和辽阔的海洋,孕育了数以百万计的物种。
地球上有多变的气候、壮丽的山川、奔腾的河流和丰富的自然资源,为生命提供了理想的栖息环境,承载着无数的故事与希望。
BY: Mark Thompson, Universe Today
FY: AI
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