1600 光年！天文学家发现最近黑洞

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1600 光年！天文学家发现最近黑洞

作者：Kareem El-Badry

来源：《皇家天文学会月刊》

发布时间：2022/11/15 11:32:27

天文学家利用国际双子星天文台，发现了已知距离地球最近的黑洞。这是首次在银河系中发现恒星级“休眠”黑洞。它距离地球只有 1600 光年，为科学家进一步了解双星系统的演化提供了研究目标。相关研究近日发表于英国《皇家天文学会月刊》。

黑洞是宇宙中最极端的天体。所有大星系的中心可能都存在这些密度超乎想象的超级天体。恒星级黑洞质量大约是太阳质量的 5 到 100 倍，它普遍存在于宇宙中，仅银河系就存在 1 亿个这样的黑洞。但迄今只有少数几个黑洞得到确认，且几乎都处于“活跃”状态，这意味着它们会吞噬附近的恒星、伴星，并发射 X 射线。而“休眠”黑洞则没有上述现象，它们会与周围环境融为一体，因而也更难探测。

此次天文学家发现的迄今距离地球最近的“休眠”黑洞名为盖亚 BH1 ，其质量约是太阳的 10 倍，位于蛇夫座，距地球 1600 光年，仅为之前纪录保持者——“麒麟座 X 射线双星”与地球距离的 1/3 。

天文学家通过细致观察黑洞伴星（一颗围绕黑洞运行的类似太阳的恒星）的运动发现了盖亚 BH1 。

“以太阳系为例，把一个黑洞放在太阳的位置，把类似太阳的恒星放在地球的位置，就得到了这个黑洞系统。”研究论文作者、美国哈佛-史密森天体物理学中心和德国马克斯·普朗克天文研究所天体物理学家 Kareem El-Badry 解释道，“虽然已经有很多人声称探测到了类似系统，但这些发现几乎都被驳斥了。因此这是首次在银河系中明确探测到类太阳恒星围绕恒星级黑洞运行。”

过去 4 年，El-Badry 等人一直在尝试各种方法寻找“休眠”黑洞。

该团队最初通过分析欧洲空间局盖亚探测器的数据，捕捉到了由一个“隐形”大质量天体的引力引起的恒星微小不规则运动，从而确认该系统可能存在黑洞。为了更详细探索该系统，El-Badry 团队借助美国国家科学基金会国家光学红外天文研究实验室运营的国际双子星天文台位于夏威夷的广域多目标光谱仪，测量了伴星围绕黑洞运行时的速度，并提供了其轨道周期的精确测量数据，确定了中心天体是一个质量大约是太阳质量 10 倍的黑洞。

仅凭目前的双星系统演化模型，天文学家很难解释盖亚 BH1 系统的特殊结构是如何产生的。具体而言，后来成为黑洞的恒星的质量至少是太阳质量的 20 倍，这就意味着它只存活了几百万年。如果这颗恒星和现在的伴星同时形成，那么前者应该会变成一颗超巨星，在后者还没变成如同太阳的恒星前，就会将其吞没。但事实却是后者存活了下来。

El-Badry 认为，这表明，天文学家目前对双星系统中黑洞形成和演化的理解仍不充分，可能存在尚未被探索的“休眠”黑洞类型。

（来源：中国科学报 徐锐）

相关论文信息： https://doi.org/10.1093/mnras/stac3140