科學家發現超沉默黑洞!不吞噬物質也沒有光環包圍
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2018-02-26
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一顆行跡異常詭譎的恒星引起了天文學家注意,進一步檢測后竟然意外找到了個不會吞噬物質、正處于休眠期的黑洞!這也是科學家首次單純透過引力測量而發現的最沉默黑洞,其質量約太陽質量的 4.36 倍,所處星團距離我們約 1.6 萬光年。
球狀星團“NGC 3201”位于銀河系船帆座(Vela)中,距離我們約 1.63 萬光年(銀河系直徑介于 10 萬~18 萬光年),科學家認為其年齡已超過 100 億歲(太陽系年齡 45 億歲),幾乎和銀河系同時誕生,整個星團質量估計約為太陽系的 25.4 萬倍。
如果說星云是宇宙中恒星的托兒所,那么球狀星團就是恒星的養老院,星云教我們了解年輕氣盛的恒星,那么球狀星團就可以告訴我們恒星是如何演化和老去的。
▲ 球狀星團“NGC 3201”的外觀。(Source:歐洲南方天文臺)
最近德國哥廷根大學天文學家 Benjamin Giesers 利用歐洲南方天文臺位于智利的甚大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)研究“NGC 3201”星團時,發現某顆恒星的運動行為很奇怪,它會以每小時幾十萬公里的速度“前后擺動”,每 167 天重復一次,研究之后,Benjamin Giesers 表示,這顆恒星正圍繞著一個完全看不見的東西而行,質量超過太陽質量 4 倍,那只能是個黑洞。
我們知道連光都無法逃脫黑洞巨大的引力,黑洞本身是無法直接觀測的,但可借由間接方式得知其存在與質量,比如物體被吸入前因高熱而放出的“邊緣訊息”紫外線、X 射線輻射等,以及周遭恒星或星際云氣團的軌跡,就能知道那里是否有黑洞存在。
但,若是一個休眠中、不吞也不吐的黑洞該怎么發現?當黑洞不與物質相互作用、不會積聚質量或發出輻射時,它就真的安靜沉默地和宇宙融為一體,只能透過其他方式觀測,比如測量它對其他恒星的引力影響。
雖然研究人員承認還有另一個可能性,這顆行為異常的恒星也有可能只是個布偶娃娃,處在一個包含兩顆特大、緊密結合的中子星的三星系統中,但迄今為止我們都還沒看過這種系統,所以黑洞的可能性更大。
如果觀測結果證實無誤,那這將是第一個于不活躍休眠期被科學家發現的黑洞,也是第一個從球狀星團中發現的黑洞,將有助于理解球狀星團的形成、黑洞二元系統的演變,對于重力波源的理解更是至關重要。論文已發布在《 皇家天文學會》月刊。
注:球狀星團是外觀呈球形、在軌道上繞著星系核心運行的恒星集團,通常含有數十萬顆低金屬的老年恒星。目前銀河系內估計有超過150個球狀星團。
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(首圖來源:歐洲南方天文臺)