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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。
图片来源: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或许是来自早期宇宙的原初黑洞,它之所以被探测到,仅仅是因为它短暂放大了一颗遥远恒星的光线。

2019年12月18日晚,我们的卫星星系大麦哲伦星云中的一颗恒星突然变亮了片刻。
它不是剧烈地爆发式变亮,只是亮度呈平滑、对称的起伏,持续了大约一个小时,就好像有什么东西从它前面经过,将它的光线折射向了我们。
随后,它恢复了正常,从此再也没有观测到其亮度变化。

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经过时,它的引力就像透镜一样,以一种非常独特的方式短暂放大恒星的光线。
这种亮度增强的形态很有特点,完全不同于变星、耀斑或小行星产生的任何现象。

当墨尔本斯威本大学的一组天文学家在他们对大麦哲伦云的高频率观测数据中发现Phoebe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,Phoebe到底是什么?

菲比的质量与原初黑洞假说
有三种可能性。
第一种是自由漂浮行星,这是一颗很久以前从其太阳系被弹出的星球,如今独自在星系中漫游。
第二种是类似的天体,但属于大麦哲伦云本身而非我们所在的银河系,这将使其成为有史以来发现的首颗河外微引力透镜行星。
第三种可能性则更为奇特:原初黑洞,一种并非由恒星坍缩形成,而是由大爆炸后最初几分之一秒内(此时还没有任何恒星存在)的密度涨落形成的微型黑洞。

大麦哲伦星云和小麦哲伦星云。
图片来源:欧洲南方天文台(ESO)S.布鲁尼尔
事件的持续时间是关键线索,而且由于微引力透镜效应的时标取决于进行引力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,亮度增强持续的时间也就越短。

在大约60分钟的观测时间里,菲比(Phoebe)恰好处于当前观测范围的边缘。
通过逆向推导物理原理,研究团队计算出它的质量大约是月球的三倍,这使它远小于任何行星,也远不足以成为任何类型的恒星残骸黑洞。
恒星黑洞的最小质量大约是太阳质量的五倍。
菲比(Phoebe)的质量远低于这个下限。
如此小质量的黑洞只能是在宇宙大爆炸本身形成的那种。
原初黑洞存在的依据
该团队计算了引力透镜天体属于每一种可能星族的概率——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。
暗物质晕胜出,其可能性是其他两种情况的十万倍。
菲比是暗物质天体的可能性比与普通恒星物质相关的任何天体高出五个数量级。
如果这种解释成立,菲比是有史以来探测到的最古老天体之一,它形成于第一批恒星诞生之前、第一批原子形成之前,在婴儿宇宙的剧烈动荡中诞生。
某个已经在黑暗中默默飘荡了130亿年的天体,曾在某一年12月的一个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,此次光线弯曲持续了一个小时。
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
恒星是由炽热气体组成、能够自身发光发热的球状或类球状天体。
它们质量巨大,在宇宙中扮演着重要角色。
太阳就是太阳系的中心恒星,给予地球光和热。
恒星通过内部核聚变反应释放能量,不同质量的恒星在演化末期会形成不同的天体。
BY: Mark Thompson, Universe Today
FY: AI
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