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一种新的寻找附近黑洞的方法发现了一个怪物

天文学家表示,这种搜寻黑洞的新方法可能会增加我们银河系中已发现黑洞的数量。

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在这张艺术家的插图中,一个黑洞正在吞噬来自邻近恒星的物质。来源:NASA, CXC, M. Weiss

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编者注:自这项研究最初发表以来,已有几项研究对其主要发现之一提出了质疑(链接 1链接 2链接 3)。外部研究人员认为,发现的这个天体很可能是一个质量远小于 70 个太阳质量的黑洞。

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许多大质量恒星死亡时会变成黑洞。然而,尽管我们的银河系中有数十亿颗恒星,天文学家至今只发现了 handful(屈指可数)的黑洞。这是因为,目前,他们的方法只能在特定情况下探测到黑洞。

迄今为止发现的少数附近黑洞,都是因为它们与一颗恒星处于近距离轨道上而被发现的。天文学家通过寻找黑洞从伴星那里吸取物质时发出的 X 射线辐射来发现它们。

现在,一组中国天文学家认为他们找到了另一种探测恒星-黑洞对的方法。他们的方法可以帮助天文学家发现更多黑洞,特别是那些轨道比 X 射线方法能探测到的更宽的黑洞。

这还不是这个发现的唯一惊喜。他们发现的这个新黑洞比他们认为它从该系统中一颗恒星的坍缩中应该形成的大小要大得多。因此,天文学家不确定这个奇怪的黑洞最初是如何形成的。

该团队在周三发表于《自然》杂志上的一篇论文中描述了他们的发现。

一个异常巨大的黑洞

中国的郭守敬望远镜 (LAMOST) 自 2016 年以来一直在扫描天空,监测双星系统中的恒星。在此过程中,天文学家使用它发现了一颗相对明亮的恒星,其质量约为太阳的八倍,它以 79 天为一个周期绕着一颗看似看不见的恒星运行。

根据这颗恒星的运动,他们推断其伴星必定是一个黑洞。他们还探测到了围绕黑洞的物质盘发出的光,这帮助他们缩小了它的大小范围。

令他们惊讶的是,他们发现这个黑洞的质量约为太阳的 70 倍。根据天文学家目前对恒星演化的理解,如此大小的黑洞不应该由他们怀疑其原始形成的单一恒星形成。

可能的三体系统

研究人员提出了几个关于这个系统如何形成的推测性解释。一种可能性是,这实际上是一个三合星系统,其中有两颗近距离的恒星共同形成了一个巨大的黑洞,还有一颗更远的恒星至今仍然存在。另一种可能性是,该系统中的 70 个太阳质量的黑洞实际上是两个小黑洞紧密地近距离绕转,而观测到的这颗恒星则以其更宽的 79 天轨道绕着它们运行。

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中国科学院天文学家、论文作者之一刘继峰表示,这两种情况都是推测性的。该团队目前正在进行进一步的研究来检验双黑洞的假说。

他们仍然不确定这个奇怪的系统是如何形成的。但刘继峰表示,他很高兴现在可以通过观察恒星运动的这种方法来寻找黑洞,而不是依赖于只在少数恒星-黑洞对中才会发射的 X 射线辐射。

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这种新方法应该有助于提供对银河系黑洞更少偏见的视角。

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