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“灯下黑”!探索多年,离地球最近的黑洞竟然

来源:探索科学 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2020-08-08

【作者】网站采编

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【摘要】简介:蓦然回首,科学家们发现离我们地球最近的黑洞藏身在一片璀璨的星光中。冬日南天头顶的一个亮点,其实是两颗临近的恒星,而它们的旁边,就是我们所知最近的黑洞。银河中

简介:蓦然回首,科学家们发现离我们地球最近的黑洞藏身在一片璀璨的星光中。冬日南天头顶的一个亮点,其实是两颗临近的恒星,而它们的旁边,就是我们所知最近的黑洞。银河中藏着数不清的“隐形的目标”,最新的研究将从这两颗星的特性开始。

图解:HR 6819所在的望远镜座。这张天空的广角视图的中心即为HR 6819,这两颗恒星非常接近,看起来像一颗。三星系统还包括迄今为止发现的离地球最近的黑洞。图源:dogonews

在南半球的冬季,一个蓝色的光点在望远镜星座的上方闪闪发亮。它看起来像是一颗闪亮的星星,事实上,是两个轨道相邻的恒星,而它们旁边,伴随着我们所知离地球最近的黑洞。

图解:HR 6819系统。该系统由两颗恒星组成(均为蓝色),围绕黑洞(红色)旋转。图源:dogonews

最新发现的黑洞位于HR 6819恒星系统,距离太阳系约1,011光年。今天,通过天文学和天体物理学揭晓了这个看不见的天体,并且将其锁定在轨道上,那里还有两颗看得见的恒星。它的质量约为太阳的4倍,比下一个黑洞离太阳的距离近了约2,500光年。

天文学家卡里姆·巴德里是加州大学伯克利分校的博士生,他专门研究双星系统,但是并没有参与其中,他说:“它似乎一直隐藏在最显眼的地方。它是个足够亮的恒星[系统],以至于人们早在80年代就一直在研究。但是,似乎还有一些惊喜等待我们发现。”

以人类的尺度来衡量,1000光年是个遥远的距离。如果对银河系的模型进行缩放,使地球到太阳的距离只有一根头发丝的宽度,那HR 6819大约有4英里远。但是,在银河系这样超过10万光年的宏伟的体系中,HR 6819实在太近了,这也意味着银河系中充满了黑洞。

黑洞与恒星一起旋转

图解:银河系中的所有恒星都绕着一个超大质量黑洞运行,称为射手座A+,最近研究人员发现,它旁边可能存在第二个黑洞。大多数星系的中心都有一个超大质量的黑洞,一个星系在与另一个星系合并后,其中心可能有多个黑洞。图源:dailybruin

研究人员早就估计过,银河系是数以亿计的黑洞的家园,密度极高的物体,其引力场也十分强大,甚至是光都无法逃逸。但是,事实证明,发现这些黑暗的物体已极其困难。在星系中发现有十几个黑洞在气体云上“喂食”——当物质在黑洞边缘盘旋时,这个过程会发射X射线。但是,在我们这片星系中,大多数黑洞是无法观测的,因此,只有通过找到周围受其引力影响的物质,才能观察到它们。

研究HR 6819的天文学家们根本没有寻找黑洞,相反,它们希望对一对彼此环绕的奇特恒星有更多的了解。

在外侧的恒星被成为Be星,它的质量是太阳的几倍大,燃烧的热度更大,光芒更蓝。在赤道,这颗恒星的表面以每秒300英里的速度旋转,比太阳赤道的旋转速度快200倍。里维尼亚斯说:“它们的旋转速度太快了,以至于物质几乎会自行飞离。”

早在2004年,智利拉西拉天文台用MPG/ESO 2.2米望远镜对HR6819进行了为期四个月的观测活动,发现该系统不是一对标准的双星。“正常”的内侧恒星似乎每40.3天绕另一个天体运行一次,而较大的Be星则绕着内侧恒星和神秘的第三天体飞行,这个距离更远。

五年后,欧洲南方天文台的斯坦·什特福带头重新审视观测结果,其中暗示了HR 6819中有黑洞潜伏。但是2014年,什特福在一场车祸中丧生,导致该工作停止。

里维尼乌斯是Be星方面的专家,并长期与什特福共事,2019年12月,他找到了重新审视HR 6819的新理由。一个独立小组发表了一项研究,详细描述了一个名为LB-1的星系,这个星系中的黑洞约比太阳质量大70倍。这项工作立即引起了人们的注意。基于物理学家们对恒星质量的黑洞形成(由一种巨星的超新星遗留下来)的了解,这种质量的黑洞不可能形成。当一颗大到可以产生如此大小黑洞的恒星死亡时,它的爆炸方式使得所产生的碎片无法自行坍塌。

图解:中国的天文学家发现了一个恒星黑洞LB-1,它非常巨大,根据我们目前的黑洞形成理论,它不应该存在。LB-1的质量是太阳的70倍,但在这之前,天文学家认为我们星系中的恒星黑洞不能超过太阳质量的20倍。图源:techeblog

然而,里维尼乌斯的团队注意到,LB-1的数据和几年前使用的HR 6819时所看到的数据非常相似。他们开始描述系统中神秘的第三个天体。并且,通过对内侧恒星轨道和亮度的计算,发现这个看不见的天体至少比太阳的质量大4.2倍,类似于银河系中已知的黑洞。

文章来源:《探索科学》 网址: http://www.tskxzzs.cn/zonghexinwen/2020/0808/558.html

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