银河系有一个新发现的大黑洞，而且它潜伏在靠近地球的地方！这个沉睡的巨人是由欧洲盖亚空间望远镜发现的，该望远镜追踪我们星系中数十亿颗恒星的运动。
恒星质量黑洞是在大恒星耗尽燃料并坍缩时形成的。这项新发现是一个里程碑，代表着首次在地球附近发现如此起源的大型黑洞。
恒星质量黑洞 Gaia-BH3 的质量是我们太阳的 33 倍。先前在银河系中发现的此类质量最大的黑洞是天鹅座星座中 X 射线双星中的一个黑洞（Cyg X-1），其质量估计约为太阳的 20 倍。 银河系中恒星质量黑洞的平均质量约为太阳的 10 倍。
Gaia-BH3 距离地球仅 2,000 光年，使其成为有史以来发现的第二个离我们星球最近的黑洞。离地球最近的黑洞是 Gaia-BH1（也是由 Gaia 发现的），距离为 1,560 光年。 Gaia-BH1 的质量约为太阳的 9.6 倍，比这个新发现的黑洞小得多。
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伦敦大学学院马拉德空间科学实验室的科学家，也是盖亚黑洞任务组成员乔治·西布鲁克在一份发送给 Space.com 的声明中说：“发现 Gaia BH3 就像电影《黑客帝国》中尼奥开始‘看到’矩阵的那一刻。” “在我们的例子中，‘矩阵’是我们星系中休眠的恒星黑洞群体，在盖亚探测到它们之前，这些黑洞一直对我们隐藏。”
西布鲁克补充说，Gaia BH3 是这个群体的重要线索，因为它是我们星系中发现的质量最大的恒星黑洞。
当然，与支配银河系中心的超大质量黑洞人马座 A* (Sgr A*) 相比，Gaia-BH3 只是个小角色，人马座 A* 的质量是太阳的 420 万倍。像 Sgr A* 这样的超大质量黑洞不是由大质量恒星的死亡造成的，而是由越来越大的黑洞合并而成的。
沉睡的巨人黑洞导致恒星伴星发生摇摆
所有黑洞都以称为事件视界的外部边界为标志，在事件视界处，黑洞的逃逸速度超过光速。这意味着事件视界是一个单向的光线捕获表面，任何信息都无法逃脱。
因此，黑洞不发射或反射光，这意味着只有当它们被逐渐吞噬的物质包围时才能被“看到”。有时，这意味着双星系统中的黑洞从伴星中吸取物质，从而在其周围形成气体和尘埃盘。
黑洞巨大的引力在这种周围物质中产生强烈的潮汐力，导致其发出明亮的光芒，并消耗被摧毁的物质，同时还发射 X 射线。此外，黑洞不吞噬的物质可以被引导到其两极并以接近光速的喷流形式喷射出来，并伴随着光的发射。
所有这些光发射都使天文学家能够发现黑洞。问题是，如何探测到不吞噬周围气体和尘埃的“休眠”黑洞呢？例如，如果一个恒星质量黑洞有一个伴星，但两者之间的距离太远，黑洞无法从其双星伴侣那里夺取恒星物质怎么办？
在这种情况下，黑洞及其伴星围绕代表系统质心的一个点运行。当一颗恒星被一个光伴星（例如另一颗恒星甚至行星）环绕时，情况也是如此。
围绕质心运行会导致恒星运动发生摇摆，这对于天文学家来说是可见的。由于盖亚擅长精确测量恒星的运动，因此它是观察这种摇摆的理想仪器。
盖亚黑洞任务组着手寻找无法用另一颗恒星或行星的存在来解释的奇怪摇摆，这种摇摆表明存在更重的伴星，可能是黑洞。
该团队将目光投向位于天鹰座的一个古老巨星，该巨星距离地球 1,926 光年，他们在该恒星的路径中发现了一个摇摆。这种摇摆表明该恒星与一个异常巨大的休眠黑洞锁定在轨道运动中。两者之间的距离范围从太阳和海王星之间最远距离到我们太阳和木星之间最近距离。
法国巴黎天文台 CNRS 的首席研究员帕斯夸莱·帕努佐在一份声明中说：“这真是一只独角兽。” “这是你一生研究中可能会有一次的发现。到目前为止，如此巨大的黑洞仅在遥远的星系中被 LIGO-Virgo-KAGRA 合作组织探测到，这要归功于对引力波的观测。”
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由于盖亚的灵敏度，黑洞任务组也能够限制 Gaia-BH3 的质量，发现它拥有 33 个太阳质量。“Gaia-BH3 是我们能够如此精确地测量质量的第一个黑洞，”特拉维夫大学的科学家和盖亚合作组织成员 Tsevi Mazeh 说。“该物体的质量是太阳的 30 倍，这与我们对引力波实验观测到的非常遥远的黑洞质量的估计值相当。盖亚的测量结果首次提供了无可争辩的证据，证明如此重的[恒星质量]黑洞确实存在。”
然而，Gaia-BH3 系统注定会引起科学家的极大兴趣，不仅仅是因为它靠近地球及其黑洞的质量。
该系统中的恒星是一颗亚巨星，它大约是太阳的五倍大，亮度是太阳的 15 倍，但它比我们的太阳更冷、密度更低。 Gaia-BH3 伴星主要由氢和氦（宇宙中最轻的两种元素）组成，缺乏较重的元素，天文学家（有些令人困惑地）称之为“金属”。
这颗恒星“贫金属”这一事实表明，坍缩并死亡以产生 Gaia-BH3 的恒星也缺乏较重的元素。贫金属恒星预计在其生命周期内会比富金属同类恒星 shedding 更多的质量，因此科学家们质疑它们是否可以保持足够的质量来诞生黑洞。 Gaia-BH3 代表了贫金属恒星确实可以做到这一点的第一个暗示。“盖亚的下一个数据版本预计将包含更多，这应该有助于我们‘看到’更多‘矩阵’，并了解休眠的恒星黑洞是如何形成的，”西布鲁克总结道。
该团队的研究于今天（4 月 16 日）发表在期刊 《天文学与天体物理学》上。
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