黑洞在我们的宇宙中应该是非常常见的,但有一种黑洞却很难被发现,它被称为“休眠黑洞”。这种黑洞并不会主动地以气体、尘埃或从伴星上剥离的恒星物质为食。由于没有吞噬其他物体,它们也就不会喷发出X射线,而科学家们常常会用X射线来发现比较典型的黑洞。研究人员表示,这项新发现可能会帮助人们理解恒星在生命结束时是如何坍缩的。
“我们如同在大海捞针。”荷兰阿姆斯特丹大学的天体物理学家、这项新研究的主要作者托默·谢纳尔在一份声明中说。
谢纳尔和他的同事们发现了一个恒星质量的黑洞,质量大约是太阳的9倍,位于狼蛛星云——大麦哲伦星云邻近星系的一个恒星形成区域。黑洞围绕一颗质量相当于25个太阳的巨大蓝色恒星运行,这两个星系组成了一个被命名为“VFTS 243”的双星系统。
* 双星系统中一颗炽热的蓝色恒星和一个黑洞相伴而行
尽管几乎每个星系中都存在着数十亿个休眠的黑洞,但这是第一次明确地探测到银河系外的休眠的恒星级质量黑洞。
这个黑洞之所以不同寻常,可能还有一个原因:恒星质量的黑洞通常是在大质量恒星耗尽继续核聚变所需的燃料时形成的。核聚变的结束也使得支撑恒星抵抗引力坍缩的外部压力的消失。随之而来的所谓的核心坍塌通常伴随着被称为“超新星爆发”的巨大宇宙爆炸,它对恒星的外层造成了直接的冲击。
然而,VFTS 243中的黑洞的情况似乎不同,没有可见的超新星伴随恒星坍缩的痕迹。
谢纳尔说:“VFTS 243中形成黑洞的恒星似乎已经完全坍陷,没有先前爆炸的迹象。这种‘直接崩溃’最近一直在出现,为我们的研究提供了最直接的证据。这对研究宇宙中黑洞合并的起源有着巨大的意义。”
科学家们发现的这样一个黑洞,可能会让整个天文学界感到惊讶。
该团队通常致力于驳斥潜在黑洞的存在,而不是证实它们的存在。这种倾向为研究组员们赢得了“黑洞警察”的绰号,哈佛和史密森尼天体物理中心的合作研究员卡里姆·巴德里被谢纳尔称为“黑洞破坏者”。
巴德里说:“当谢纳尔让我再次检查他的发现时,我有我的怀疑,但我无法为那些数据找到一个合理的解释。”
VFTS 243的发现要归功于位于智利北部阿塔卡马沙漠地区的甚大望远镜(VLT) 6年来收集的数据。在这些数据中,科学家们在大麦哲伦星云的狼蛛星云区域探测了1000颗大质量恒星,以发现这些恒星中是否有一个休眠的黑洞伴星。
* 狼蛛星云的合成图像
研究小组分析了每颗恒星的光谱,测量了恒星在给定波长下发出的光的数量。在VFTS 243的数据中,研究人员发现了这颗恒星轨道上的异常现象,这可能是由一个紧凑但巨大的伴星引起的。
尽管如此,“黑洞警察”们还是给其他科学家留下了继续研究的空间。巴德里说:“当然,我希望该领域的其他人仔细研究我们的分析,并尝试制定替代模型。”
该研究小组的发现已于7月18日发表在《自然天文学》杂志上。
(科幻世界 独家编译)
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