歐空局的Gaia任務已經幫助發現了一種新的黑洞。這個新的家族已經有兩個成員，而且都比我們所知的任何其他黑洞更接近地球。一個天文學家小組研究了Gaia號追踪的恆星軌道，並註意到其中一些恆星在天空中搖擺不定，就像它們受到了巨大物體的引力影響。幾台望遠鏡都在尋找這些物體，但是沒有發現任何光線，那就只剩下一種可能性：黑洞。

Gaia號是一項雄心勃勃的任務，旨在繪製我們銀河系的三維地圖，在此過程中揭示銀河系的組成、形成和演變。資料來源：歐空局-D。Ducros, 2013

利用歐空局Gaia任務的數據，天文學家們不僅發現了離地球最近的黑洞，而且還發現了離地球第二近的黑洞。這些黑洞，Gaia BH1和Gaia BH2，分別位於距離我們僅1560光年的蛇夫座方向和3800光年的半人馬座方向。從銀河系的角度來看，這些黑洞就住在我們的宇宙後院。

這兩個黑洞是通過研究其伴星的運動而發現的。天空中恆星運動的一種奇怪的”搖擺”表明，它們正在圍繞著一個非常大的物體運行。在這兩種情況下，這些物體的質量大約是我們太陽的十倍。對這些大質量同伴的其他解釋，如雙星系統，被排除在外，因為它們似乎沒有發出任何光。

天空中恆星的”晃動”是由其他恆星、系外行星或黑洞的引力引起的。在這張圖片中，吸引的物體是一顆系外行星。資料來源：歐空局

直到最近，天文學家所知道的所有黑洞都是通過物質落入後產生的光的發射–通常是X射線和無線電波長–而發現的。新的黑洞是真正的黑色，只能通過其引力效應來檢測。恆星與黑洞的距離，以及恆星圍繞它們的軌道，都比其他已知的黑洞和恆星的雙星系統要長得多。那些較近的恆星-被稱為X射線雙星，往往在X射線和無線電光中非常明亮，因此更容易被發現。但是新的發現表明，更寬的雙星中的黑洞更常見。

“使這組新的黑洞與我們已經知道的黑洞不同的是，它們與它們的伴星有很大的分離。”新黑洞的發現者、美國哈佛-史密森天體物理學中心和德國海德堡馬克斯-普朗克天文學研究所的研究員卡里姆-艾爾-巴德里解釋說：”這些黑洞可能具有與X射線雙星完全不同的形成歷史。”

這些黑洞是利用Gaia數據發現的。Gaia精確地測量了數十億顆恆星的位置和運動。恆星在天空中的運動可以提供有關在引力上影響這些恆星的物體的基本線索。這些物體可能包括其他恆星、系外行星，也包括黑洞。

“Gaia”數據的準確性對於這一發現至關重要。黑洞是通過發現其伴星在圍繞它運行時的微小晃動而發現的。沒有其他儀器能夠進行這樣的測量，”歐空局Gaia項目科學家Timo Prusti說。

Gaia提供了三個方向運動的精確測量，但是為了更精確地了解恆星如何遠離和走向我們，需要額外的徑向速度測量。地面觀測站為新發現的黑洞提供了這些數據，這為得出天文學家已經發現黑洞的結論提供了最後的線索。

黑洞通常不是完全不可見的。當物質落到它們身上時，它們可能會發出無線電和X射線的光。對於第二個黑洞，美國宇航局的錢德拉X射線天文台和地面上的南非MeerKAT射電望遠鏡都在尋找這種光，但他們沒能發現任何信號。

新類型的黑洞不發射任何光線，使它們幾乎看不見，可能是因為它們離其伴星更遠。蓋亞BH1和蓋亞BH2在所有已知的黑洞中擁有相距最遠的運行軌道。它們也是已知的離地球最近的黑洞，這一事實表明，還有許多類似的寬雙星黑洞在等待被發現。

“這非常令人興奮，因為它現在意味著這些寬軌道的黑洞實際上在太空中很常見–比黑洞和恆星更接近的雙星更常見。但麻煩的是檢測它們。好消息是Gaia仍在採集數據，它的下一次數據發布（2025年）將包含更多這些帶有神秘黑洞同伴的恆星，”Yvette解釋說。

蓋亞的下一次數據發布將以66個月的觀測為基礎，並將包含關於恆星軌道的改進信息。在此期間，天文學家將忙於弄清這些寬軌道的黑洞來自何處。

Kareem El-Badry指出：”我們懷疑在更寬的系統中可能存在黑洞，但我們不確定它們會如何形成。它們的發現意味著我們必須調整我們關於雙星系統進化的理論，因為現在還不清楚這些系統是如何形成的。”

“蓋亞的數據處理和分析聯盟正在開發方法，以識別具有緊湊同伴的天文測量雙星。期望在下一次Gaia數據發布中提供一個良好的候選樣本，”來自特拉維夫大學的團隊成員Tsevi Mazeh說。科學界期待著進一步擴大這個新的休眠黑洞群體。