最新发现神秘“休眠黑洞”,距地球约 16 万光年

北京时间 7 月 20 日上午消息,据国外媒体报道,目前,天文学家在距离地球 16 万光年的区域发现一个“休眠黑洞”,其质量至少是太阳的 9 倍,它环绕一颗恒星运行。

▲ 图中是艺术家描绘的 VFTS 243 双星体系统。它位于大麦哲伦星系中的狼蛛星云,这颗伴星是一颗炽热蓝色恒星,质量是太阳 25 倍,“休眠黑洞”的质量至少是太阳质量 9 倍以上。

一支被称为“黑洞警察”的研究团队通过搜索剑鱼座狼蛛星云大约 1000 颗恒星,最终确认了该发现,他们指出,这是在银河系外探测到的第一个“恒星质量”休眠黑洞,恒星质量黑洞是当较大质量恒星到达生命尽头,并在自身引力下坍缩时形成的。如果黑洞不积极地吞噬物质,就会被描述为“休眠黑洞”,该状态下它不释放任何光或者其他辐射。

该发现被比作是“大海捞针”,众所周知,休眠黑洞很难被探测到,因为它不与周围环境相互作用。研究报告合著作者、比利时鲁汶大学巴勃罗・玛查特 (Pablo Marchant) 博士称,这太不可思议了,我们几乎不知道任何休眠黑洞,因为天文学家普遍认为黑洞处于休眠状态。

最新发现的黑洞位于大麦哲伦星系,它是银河系的伴星系,天文学家认为,在银河系和大麦哲伦星系中存在着数千个恒星质量等级的黑洞,这些黑洞比距离地球 2.7 万光年、为银河系提供动力的超大质量黑洞人马座 A * 小许多。

欧洲南方天文台 VLT 巡天望远镜成像狼蛛星云及其周围环境,呈现了星团、发光气体云和超新星爆炸的零散残骸。

最新发现的休眠黑洞是“双星体”的一部分,它有一个发光伴星,它们在一个被称为“VFTS 243”的系统中环绕对方旋转。研究报告合著作者、欧洲南方天文台朱莉娅・鲍登斯滕恩 (Julia Bodensteiner) 博士说:“两年多来,我们一直在寻找这样的黑洞-双星系统,当我听到发现 VFTS 243 系统时非常兴奋,就我看来,这是迄今为止报道最具说服力的候选者。”

据悉,天文学家基于欧洲南方天文台甚大望远镜 (VLT) 的 6 年勘测数据,才正式识别出 VFTS 243 系统,甚大望远镜的纤维大型阵列多元素摄谱扫描仪 (FLAMES) 能够同时观测 100 多个天体目标,此前具有恒星质量黑洞的双星体是通过吸积盘释放明亮 X 射线来确定。

图中背景是可见光和红外巡天望远镜 (VISTA) 拍摄的大麦哲伦星系,标记了 VFTS 243 所在位置,该图中恒星、黑洞和轨道大小均不成比例。

发光吸积盘是由活恒星大气中的气体形成的,这些气体流向并环绕黑洞。然而,美国宇航局“钱德拉”X 射线望远镜观测结果显示,VFTS 243 系统在 X 射线下很微弱。这项最新研究报告发表在近期出版的《自然天文学》杂志上,同时揭晓了黑洞如何形成于垂死恒星内核区域。

产生 VFTS 243 系统的恒星似乎已经完全坍塌,没有残留任何强大超新星爆炸的痕迹,该研究报告第一作者、阿姆斯特丹大学托默・谢纳尔 (Tomer Shenar) 博士解释称,这种“直接崩溃”的证据直到最近才发现,但我们的研究提供了最直接勘测的迹象之一。

此前具有恒星质量黑洞的双星体系统是通过吸积盘释放明亮 X 射线来确定。发光吸积盘是由活恒星大气中的气体形成的,这些气体流向并环绕黑洞。

这对于揭晓宇宙中黑洞合并的起源具有重要意义,尽管该国际研究团队拥有“黑洞警察”的绰号,但团队积极鼓励其他研究机构对该发现进行审核。谢纳尔说:“作为一名近年来揭露潜在黑洞‘真实身份’的研究员,我对该发现仍持怀疑态度,这是我们研究团队首次报道发现一个黑洞,而不是排除其‘黑洞身份’。”

美国哈佛大学卡里姆・埃尔-巴德里 (Kareem El-Badry) 博士曾披露过某些黑洞发现的真伪性,他也被人们称为“黑洞毁灭者”,他说:“当谢纳尔让我再次审核该项发现时,我产生了怀疑,但尽管如此我仍找不到合理解释说明不涉及黑洞的数据,当然,我希望该领域的其他研究人员仔细研究我们的分析报告,并试图创造出替代模型,这是一个非常令人兴奋的发现!”

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