孤独的黑洞

在1994年关于黑洞的书中,索恩提出了几个可能发现黑洞的方法。在讨论前面所概述的标准技术细节之前,他简略地提到了引力透镜,但又很快否定了它的可操作性,“……(这一效应)所需要的地球—黑洞—恒星的直线排列是一个极其罕见的事件,我们几乎没有任何希望能发现它。”6听起来耳熟吗?但这次他错了。

银河系的中心——又被称为核球——是一个恒星密集的区域。在一个大约10 000光年长、5 000光年宽的矩形范围内,这些恒星为透镜研究提供了非常好的背景光源。除此之外,核球中恒星发出的光线,还会在穿过银河系盘和矩形区近端时,途径大量的恒星,而这些恒星都可能成为潜在的引力透镜。这是一套成功的微透镜搜索组合——大量透镜从大量光源面前经过,从而显著增加了透镜事件发生的可能性。

三个主要的实验小组——MACHO,OGLE和天体物理学微透镜观测小组(Microlensing Observations in Astrophysics,MOA)——都利用了这个区域的优势地位,并以每年差不多500个微透镜事件的速度收获胜利果实。这些团队记录的大多数透镜事件是一个恒星对另一个恒星所起的作用(比如,星系盘中的恒星在通过核球中更遥远恒星的正前方时所引起的透镜效应)。但是,如果银河系盘中还有大量黑洞与恒星一起旋转,它们也自然可以成为透镜。正如索恩所说,这一现象所要求的必要条件,即黑洞、光源恒星和地球上的观测者处于同一条直线上,是非常罕见的,但他和爱因斯坦所持的绝望态度也确实是过于悲观了。事实上,我们已经发现了这一奇观。

对这个现象的观测来自于OGLE和MACHO小组。他们都看到了银河系核球中的一颗恒星慢慢地变亮,并在达到初始亮度的32倍后,又慢慢地恢复到正常状态。整个事件持续了三年——这也是有史以来我们看到的最长的微透镜事件。虽然我们至今还未能确定这个透镜的准确质量(估计在太阳质量的4~100倍之间),但对数据的几个不同分析全都指向同一个结论:引发这起事件的透镜(被称为MACHO-99-BLG-22/OGLE-1999-BUL-32)是一个黑洞。7