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紀錄的恒星黑洞被發現潛伏在地球附近

2024-04-23科學

你永遠不知道自己後院裏藏著什麽,尤其是如果這些東西特別善於逃脫偵查的話。

天文學家剛剛在瓦西座發現了一個黑洞,距離太陽系僅1924光年。

它不僅僅是任何一個黑洞。該天體名為蓋亞Bp,是我們在銀河系中發現的品質最大的恒星黑洞,其品質是太陽的33倍。

這是我們發現的第二個離我們的家園最近的黑洞,它只是靜靜地在太空中徘徊,專註於自己的黑洞事務。我們知道它在那裏的唯一原因是,它與一顆伴星在雙星軌域上,伴星的運動無法用任何其他方式解釋。

需要明確的是,Bp絕對不會構成威脅。黑洞的重力場並不比同等品質的恒星強,Bp只是在做自己的事情。但作為蓋亞數據中發現的第三個休眠黑洞,它確實提出了一個問題,即還有多少這樣的野獸在那裏,在未被發現的情況下四處遊蕩。

Bp與銀河系中距離最近(左)和品質第二大(中)的恒星黑洞進行了比較。(ESO/M.Kornmesser)

法國國家科學研究中心(CNRS)的天文學家帕斯誇爾·帕努佐(Pasquale Panuzzo)是蓋亞合作組織的成員,也是描述該天體的論文的第一作者,他說:「沒有人想到會在附近發現一個高品質黑洞,到目前為止還沒有被發現。」。

「這是你在研究生涯中的一次發現。」

黑洞大致分為不同的品質類別。有一些超大品質的恒星,其品質可能是太陽品質的數百萬到數十億倍;這些通常是在星系的中心發現的,我們不確定它們是如何形成的。

當大品質恒星成為超新星時,恒星核心坍塌形成較小的恒星品質恒星。這些物質的品質可能高達太陽品質的65倍(盡管合並可以形成更大的物質)。

據估計,銀河系中恒星品質黑洞的數量高達1億個,但它們並不容易被探測到,因為眾所周知,黑洞不發光。

如果一顆恒星吞噬了經過的伴星或雙星伴星的一些物質,我們可能偶爾會發現它的耀斑,因為這個過程會產生很多熱量。否則,它們就一直處於休眠狀態,看不見。到目前為止,我們只找到了大約20名候選人,還有一些候選人。

我們有幾種方法可以探測休眠的恒星品質黑洞,其中一種方法不涉及黑洞本身,而是涉及伴星軌域上的任何恒星,這些恒星距離足夠近,可以被重力束縛在黑洞上,但距離不夠近,無法被吞噬。這些恒星會在太空中奇怪地移動,描述一個我們看不到的軌域。

這就是蓋亞的用武之地。蓋亞是一艘共享地球繞太陽軌域的航天器,自2013年以來一直在執行。它以迄今為止最高的精度繪制了銀河系中恒星的三維位置和運動圖。它凝視恒星的時間越長,測量結果就越精確。

蓋亞的第四次數據釋出預計不會在2025年底之前,但天文學家在檢查數據時發現了Bp,這太令人興奮了,無法坐視不管。

CNRS的天文學家Elisabetta Caffeu說:「由於這一發現的獨特性,我們在即將釋出的Gaia之前,根據初步數據發表了這篇論文。」。

藝術家對Bp系統的印象。(ESO/L.Cal?ada)

我們對該系統的了解是,這兩個物體相距的距離約為地球和太陽距離的16倍,每11.6年繞一周。黑洞的品質約為32.7太陽品質。

相比之下,這顆恒星很小,品質只有太陽的76%,但幾乎是太陽的五倍大。它的重元素含量非常低,這意味著它一定非常古老,因為恒星直到前幾代恒星產生這些元素並將其噴射到宇宙中才將這些元素融入它們的形成中。

這顆恒星也沒有顯示出黑洞前體在成為超新星時一定噴出的物質汙染的跡象,這表明兩者在黑洞形成後在軌域舞蹈中走到了一起。

恒星的核心大到足以形成一個品質幾乎是太陽33倍的黑洞,這很難解釋。然而,模型表明,如果大品質的前恒星也具有低金屬豐度,這是可以實作的。

希望這一發現代表了對未來的一個挑逗。研究人員預計在蓋亞的第四次數據釋出後會發現更多的黑洞。