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记者:对大多数人来说,找回一串丢失的钥匙都不容易。你和你的团队是如何在数万光年之外找到一个看不见的天体的?马克西米利安·黑贝勒:最大的挑战确实在于,黑洞通常是看不见的。不过有时们会“暴露”自己。

记者:怎么暴露?马克西米利安·黑贝勒:它们会吸引周围气体,或者从附近恒星那里吸积物质。这些气体会被加热到发光。不过,在我研究的那些古老球状星团里,几乎没有气体。

记者:也就是说,这些黑洞仍然是不可见的?马克西米利安·黑贝勒:也不完全是。我们可以通过所谓的天体测量法间接证明这些黑洞的存在。我们会观测那些疑似存在黑洞区域内恒星的运动。根据这些恒星的行为,可以识别出黑洞的影响,进而推断黑洞本身的存在。

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记者:为什么偏偏是半人马座ω?马克西米利安·黑贝勒:一方面,有迹象表明,半人马座ω原本可能是一个矮星系的核心,数十亿年前被银河系吞并了。而在星系中心,常常存在黑洞。所以我们推测,半人马座ω的中心也可能有一个。

半人马座ω是银河系中最大、最明亮的球状星团,位于南天半人马座。它由数百万颗恒星组成,直径约150光年,年龄约120亿年,是银河系中最古老的天体之一。在夜空中,人们甚至可以用肉眼看到它,呈现为一团微弱而模糊的光斑。研究人员推测,它最初可能是一个小型矮星系的核心,后来被银河系吞并。

记者:所以你们当时……马克西米利安·黑贝勒:只有数据和一个猜想。科研最吸引人的地方就在这里:你从一个想法出发,却永远不知道它最终会把你带到哪里。

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记者:这需要你说得更具体一些。马克西米利安·黑贝勒:我们在半人马座ω中心发现了7颗运动速度很快的恒星。恰好有多颗恒星在那个位置高速运动,不可能只是巧合。最直接的解释是,那里存在一个大质量黑洞,它的引力把这些恒星束缚在各自轨道上。

记者:半人马座ω大约有10000000颗恒星,你们找出了其中7颗?马克西米利安·黑贝勒:是的。为此,我们比较了哈勃空间望远镜多年拍摄的图像中恒星位置的变化。我们测量的大多数恒星,都符合一种可以预测的速度分布。但中心那7颗恒星不符合这个图景。

记者:当你意识到自己真的发现了什么时,脑子里在想什么?马克西米利安·黑贝勒:我还记得第一次看到这些恒星出现时的那个瞬间。学物理或者其他科学学科的人,从一开始就会被反复强调,必须检查所有测量误差。

“你从一个想法出发,却永远不知道它最终会把你带到哪里。”记者:也就是说,你必须克制自己的兴奋?马克西米利安·黑贝勒:没错。一方面我们非常激动,另一方面我们也知道,接下来必须逐一核查每一次测量。我们必须确认,自己看到的是真实效应,而不是数据出了问题。

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记者:然后呢?马克西米利安·黑贝勒:我们检验了多种假设,试图解释这些异常快速的恒星是如何进入半人马座ω中心的。最终只剩下一种合理解释:那里一定存在一个中等质量黑洞。

记者:为什么发现和研究黑洞如此重要?马克西米利安·黑贝勒:以超大质量黑洞为例,它们是宇宙中最极端的天体之一。凭借惊人的质量,它们甚至可以影响整个星系的演化。所以需要弄清楚,这样的“巨无霸”究竟是如何形成的。

记者:你们有头绪吗?马克西米利安·黑贝勒:我们现在知道,在宇宙大爆炸后仅几亿年,它们就已经存在了。一种可能的解释是,它们最初以中等质量黑洞的形式诞生于像半人马座ω这样致密的星团中。这样的黑洞可能充当了一种“种子”,随后在漫长时间里不断吸积更多气体,最终成长为超大质量黑洞。

“最终只剩下一种合理解释:那里一定存在一个中等质量黑洞。”记者:你最近又在半人马座ω中发现了另一个黑洞。这个球状星团会不会是一座“黑洞宝库”?马克西米利安·黑贝勒:这个新黑洞是一个非常典型的恒星级黑洞。我们早就怀疑,半人马座ω里存在成千上万个这样的天体。

记者:其他星系里也有球状星团吗?马克西米利安·黑贝勒:几乎每一个较大的星系,都有自己的球状星团系统。其中尤其值得关注的是仙女座星系。

记者:也就是我们的邻近星系。马克西米利安·黑贝勒:是的。那里甚至有一些球状星团的质量比半人马座ω还大,因此也被视为中等质量黑洞的候选目标。

球状星团是由恒星密集聚集而成、整体近似球形的天体系统,依靠彼此之间的引力维系在一起。单个星团可以包含数万到数百万颗恒星,尤其在中心区域极为拥挤。球状星团通常还会在星系中心外围一个近似球形的区域内运行,这一区域被称为“晕”。仅银河系中,已知的球状星团就约有150个。

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记者:这些星团也能像半人马座ω那样被观测吗?马克西米利安·黑贝勒:随着距离增加,寻找黑洞会变得越来越困难。那里的球状星团中,单颗恒星已经无法彼此分辨。即便是整个星团,看上去也只是微小的光点。

记者:黑洞会对地球构成危险吗?马克西米利安·黑贝勒:黑洞对地球并不构成直接威胁。欧洲航天局项目负责人乌韦·拉默斯在回应采访询问时说:“‘四处游荡’的黑洞会对地球造成危险,这种数学概率几乎为零。”原因在于,银河系的尺度极其巨大,因此“发生碰撞是完全不可能的”。

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记者:具体来说呢?马克西米利安·黑贝勒:科研往往意味着,你要花上几个月时间处理数据,却不知道最后是否真的会有令人兴奋的结果。因此,当这些工作最终得到认可时,那种感觉格外美好。

记者:如果你能和著名物理学家斯蒂芬·霍金、约翰·惠勒共度一个下午,你今天最想问他们什么?马克西米利安·黑贝勒:我最想和他们讨论的,还是那个更宏大的问题。我会想知道,在他们看来,我们今天对宇宙的理解还缺少什么。他们两位主要都是理论上的先驱。所以我也会问,借助今天的望远镜,哪些当年的设想终于有可能被观测和检验。科学最终正是这样向前推进的。