当光线在一个巨大的、看不见的质量周围转向时，光线的弯曲揭示了宇宙中迄今为止探测到的最大黑洞之一的存在。
上图：一幅黑洞的插图，展示了引力场如何扭曲从黑洞后面传播的光。
在一个名为“Abell 1201”的巨大星团的中心星系中，大约27亿光年之外，潜伏着一个宇宙巨人。这只怪兽并不满足于拥有超大质量，它是一个超重力黑洞，质量约为太阳的327亿倍。
这个新数据比之前的估计高出了至少70亿个太阳质量，同时也展示了弯曲光在精确测量质量方面的力量。
英国杜伦大学的物理学家詹姆斯·南丁格尔（James Nightingale）解释说：“这个特殊的黑洞，大约是我们太阳质量的300多亿倍，是迄今为止探测到的最大的黑洞之一，也是我们认为黑洞理论上可以达到的上限，所以，这是一个非常令人兴奋的发现。”
实际上，宇宙中有很多黑洞，除非它们在积极地吸积物质（这个过程在物质落入黑洞之前升温时，会产生大量的光），否则它们不容易被发现。黑洞本身不会发出我们可以探测到的光，所以，我们必须通过观察它们对周围物质的影响来找到它们。
上图：引力透镜示意图。
我们找到黑洞的一种方法是寻找引力透镜效应。当时空本身被质量扭曲时，这就会发生；把时空想象成一张橡皮纸，把质量想象成它上面的一个沉重的重量。任何穿过这一时空区域的光都必须沿着一条弯曲的路径传播，对于远方观看的观察者来说，这看起来非常有趣。
光线会扭曲、拉伸，并经常被放大，这意味着我们接收到了背景物体的扭曲图像，比如遥远的星系。这种透镜质量可以很小，就像恒星质量的黑洞一样，在这种情况下，这种现象被称为“微透镜”；也可以很大，比如星系团。天文学家可以研究这种扭曲的光，以探测透镜质量的性质。
“Abell 1201”的中心星系，或称最亮星系团（BCG），是一个大的、弥漫的椭圆星系，众所周知，它是一个强引力透镜。一个远离 BCG 的星系出现在它旁边，就像一个细长的污点，就像一根眉毛紧紧地缠绕在它的外围。
这个污点是在2003年发现的。2017年，天文学家发现了第二个更模糊的污点，甚至更接近星系中心。
天文学家提出，这意味着在 BCG 的中心存在一个非常大的黑洞，但现有的数据还不够详细，无法解决中心质量问题，也不能揭示更多关于那里有什么的信息。
物理学家詹姆斯·南丁格尔和他的同事们不仅获得了最新的观测数据，还设计了理解这些数据的工具。他们对光在宇宙中的运动进行了数十万次模拟，通过改变星系中心黑洞的质量，去寻找匹配我们用 Abell 1021 BCG 观察到的透镜的结果。
最终，他们的所有模型都倾向于星系中心有一个巨大的黑洞。最适合该黑洞质量的是327亿倍太阳质量。这也使该黑洞进入了超大质量领域，即比100亿个太阳还要大的黑洞，接近黑洞质量的理论上限，即500亿个太阳。
上图：Abell 1201 BCG的多单元光谱探测器，在右上方象限清晰地显示出被透镜化的星系。
这个质量也使“Abell 1021 BCG”的黑洞成为我们迄今为止发现的十大质量最大的黑洞之一。事件视界的直径将超过1290个天文单位。作为参考，冥王星到太阳的距离只有40个天文单位。这想想都让人兴奋不已！
Abell 1201 作为引力透镜的特性非常特殊，在其他情况下，很可能无法在BCG中详细测量黑洞的质量，但南丁格尔的团队相信，他们的方法有希望探测和测量遥远宇宙中的其他黑洞。
物理学家詹姆斯·南丁格尔说：“引力透镜使研究不活跃的黑洞成为可能，这在遥远的星系中目前是不可能的。这种方法可以让我们在我们的本地宇宙之外探测到更多的黑洞，并揭示这些奇异的物体是如何在宇宙时间里进一步演化的。”
也许还能提供一些线索，告诉我们它们是如何长得这么大的。
这项研究发表在《皇家天文学会月报》上。
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