大麥哲倫星云中的塔蘭圖拉星云雙星系統(tǒng)VFTS 243發(fā)現(xiàn)一個(gè)“休眠”黑洞
大麥哲倫星云中的塔蘭圖拉星云雙星系統(tǒng)VFTS 243發(fā)現(xiàn)一個(gè)“休眠”黑洞
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：日前， 美喬治亞州立大學(xué)物理學(xué)與天文學(xué)學(xué)術(shù)人員Idan Ginsburg刊文稱：談到黑洞研究領(lǐng)域，大麥洞似乎總是哲倫中有一些新的和令人興奮的事情發(fā)生。1922年，星云星云系統(tǒng)阿爾伯特·愛因斯坦首次出版了解釋廣義相對論的塔蘭圖拉書--其中假設(shè)了黑洞。
現(xiàn)在，雙星一百年后，發(fā)現(xiàn)天文學(xué)家捕捉到了銀河系中心的個(gè)黑黑洞的實(shí)際圖像。在最近的休眠一篇論文中，一個(gè)天文學(xué)家小組描述了另一個(gè)令人興奮的大麥洞新發(fā)現(xiàn)：在銀河系外觀察到的第一個(gè)“休眠”黑洞。
我是哲倫中一名天體物理學(xué)家，近二十年來一直在研究黑洞--宇宙中密度最大的星云星云系統(tǒng)天體。不發(fā)出任何可探測的塔蘭圖拉光的黑洞被稱為休眠黑洞。它們是雙星出了名得難以發(fā)現(xiàn)的。這個(gè)新發(fā)現(xiàn)特別令人激動(dòng)，發(fā)現(xiàn)因?yàn)樗峁┝藢诙葱纬珊脱葑兊亩床炝Α＿@些信息對于理解引力波以及其他天文事件至關(guān)重要。
VFTS 243究竟是什么？
VFTS 243是一個(gè)雙星系統(tǒng)，這意味著它是由兩個(gè)圍繞共同質(zhì)量中心運(yùn)行的天體組成。第一個(gè)天體是一顆非常熱的藍(lán)色恒星，質(zhì)量是太陽的25倍，第二個(gè)天體則是一個(gè)質(zhì)量比太陽大8倍的黑洞。VFTS 243位于大麥哲倫星云中的塔蘭圖拉星云，這是銀河系的一個(gè)衛(wèi)星星系，距離地球約16.3萬光年。
VFTS 243中的黑洞被認(rèn)為是休眠的，因?yàn)樗鼪]有發(fā)出任何可探測的輻射。這跟其他雙星系統(tǒng)形成了鮮明的對比，在這些雙星系統(tǒng)中，可以檢測到黑洞發(fā)出的強(qiáng)烈的X射線。
黑洞的直徑約為33英里（54公里），跟比它大20萬倍的高能星相比它顯得相形見絀。兩者都圍繞一個(gè)共同的質(zhì)心快速旋轉(zhuǎn)。即使在最強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡下，這個(gè)系統(tǒng)在視覺上看起來也是一個(gè)單一的藍(lán)點(diǎn)。
尋找休眠的黑洞
天文學(xué)家懷疑，在銀河系和大麥哲倫星系中隱藏著數(shù)百個(gè)這樣的雙星系統(tǒng)，其中的黑洞不會(huì)發(fā)出X射線。當(dāng)黑洞從一顆伴星上剝離物質(zhì)時(shí)最容易被發(fā)現(xiàn)，這個(gè)過程被稱為“進(jìn)食”。
進(jìn)食會(huì)產(chǎn)生一個(gè)圍繞著黑洞的氣體和塵埃盤。當(dāng)盤中的物質(zhì)向黑洞落下時(shí)，摩擦將吸積盤加熱到數(shù)百萬度。這些熱的物質(zhì)盤發(fā)出了大量的X射線。第一個(gè)以這種方式被探測到的黑洞是著名的天鵝座X-1系統(tǒng)。
多年來，天文學(xué)家已經(jīng)知道VFTS 243是一個(gè)雙星系統(tǒng)，但該系統(tǒng)到底是一對恒星還是一顆恒星和一個(gè)黑洞之間的舞蹈還不清楚。為了確定哪個(gè)是真的，研究該雙星的研究小組使用了一種叫做光譜分解的技術(shù)。這種技術(shù)將來自VFTS 243的光分離成其組成波長，這類似于白光進(jìn)入棱鏡后產(chǎn)生的不同顏色。
這項(xiàng)分析顯示，來自VFTS 243的光是來自一個(gè)單一的來源而非兩顆獨(dú)立的恒星。由于沒有探測到來自該恒星同伴的輻射，唯一可能的結(jié)論是，雙星中的第二個(gè)體是一個(gè)黑洞，因此是在銀河系外發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)休眠黑洞。
為什么VFTS 243非常重要？
大多數(shù)質(zhì)量小于100個(gè)太陽的黑洞都是由一顆大質(zhì)量恒星坍縮形成。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，往往會(huì)有一個(gè)巨大的爆炸，被稱為超新星。
VFTS 243系統(tǒng)中的黑洞跟恒星處于一個(gè)圓形的軌道上，這一事實(shí)有力地證明了沒有發(fā)生超新星爆炸，否則可能會(huì)將黑洞踢出系統(tǒng)--或至少是破壞軌道。相反，前身星似乎直接坍縮形成了黑洞而沒有爆炸。
VFTS 243系統(tǒng)中的巨大恒星只能再活500萬年--在天文時(shí)間尺度上只是一眨眼的功夫。這顆恒星的死亡應(yīng)該會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)黑洞的形成從而將VFTS 243系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)黑洞雙星。
迄今為止，天文學(xué)家已經(jīng)探測到了近100個(gè)雙體黑洞合并并在時(shí)空中產(chǎn)生漣漪的事件。但這些雙體黑洞系統(tǒng)是如何形成的仍是個(gè)未知數(shù)，這就是為什么VFTS 243和類似的尚未發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)對未來的研究如此重要。也許大自然是有幽默感的--因?yàn)楹诙词谴嬖诘淖詈诎档奈矬w\不發(fā)光但它們卻照亮了我們對宇宙的基本認(rèn)識(shí)。
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