正文

第6章 黑洞与行星(12)

爱因斯坦的望远镜 作者:(美)艾弗琳·盖茨


将事件的持续时间和视差程度结合起来,天文学家们就可以得到一个透镜质量随距离变化的函数关系。而我们需要的最后一条线索则来自于银河系自身。在银河系中,星系盘和核球中的物体会围绕星系中心运动,其速度一般由它们距中心的距离来决定,因为公转的向心力是由引力提供的。如果将这条信息应用于第一个黑洞透镜(MACHO-99-BLG-22/OGLE-1999-BUL-32),则根据数据显示,我们所发现的或者是一个相对地球较近(差不多5000光年)且具有100倍太阳质量的黑洞,或者是一个靠近星系中心且具有4倍太阳质量的黑洞。但不管怎样,它确实是一个黑洞。

如果除了视差之外不再有其他更多的信息,那我们仍然无法确定由引力透镜发现的黑洞质量。这时,我们必须再从太空中寻找答案。空间干涉测量计划(Space Interferometry Mission,SIM)是美国宇航局提出的一项计划,且预研工作已经接近完成。在这一计划中,SIM卫星将把两架光学望远镜运送到一条特殊的轨道上,使它们距地球的距离每年增加900万英里(约1 500万公里)。它所设定的目标包括“……对银河系中的恒星做一次全面的普查,包括普通恒星和黑暗的恒星”。8其目的正是要利用引力微透镜效应发现并测量黑暗恒星(即黑洞)的质量。

由于SIM卫星处在一个大型轨道中,因此它可以和地面望远镜相配合,为我们提供微透镜事件的视差信息。但它真正的实力,在于能够用前所未有的清晰视角来观察透镜事件。一般来说,大型望远镜得到的图像会比小型望远镜更清晰。而这种清晰度的增加,还可以通过对多个小望远镜的光进行恰当的组合而实现,这就是干涉测量。在SIM计划中,通过比较两台望远镜的光,我们可以得到光源恒星发生透镜效应时的图像,而这个图像的清晰程度将全面超越以往的任何结果。虽然SIM仍然无法从这个图像中分辨出微透镜所形成的两个影像(我们前面提到,在微透镜效应中,由透镜产生的两个影像会叠在一起,形成一个更亮的图像),但它能看到地面望远镜所不能看到的东西。在微透镜事件中,随着时间的推移和事件的进展,叠加起来的图像中心会稍稍偏离光源恒星原有的中心位置。SIM能探测出这种微小的位移——这是确定透镜质量、速度和位置的最后一条信息。就此,黑洞将无处可藏。

行星


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