5月 4, 2024
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科学家在地球后院发现巨大黑洞——2022年仍在创造奇迹

宇宙充满了神秘和奇迹。科学家在地球附近发现了一个黑洞。

的确,这所大学有很多谜团,但没有其他宇宙现象可能像黑洞一样令人着迷,黑洞是引力强大到扭曲周围空间和时间的本质的地方——强大到连光都不能可以逃脱他们的拉扯。

黑洞是死去已久的恒星的残余物。它们的名字来源于这样一个事实,即它们不仅不发光,而且还吸收所有落入其中的光。因此,它们是不可见的。 “黑洞”是这些宇宙忍者的字面名称,以我们观察其他恒星的方式无法检测到它们。

你知道离地球最近的黑洞就在我们自己的宇宙后院吗?最近,天文学家发现了一个十倍于太阳大小的黑洞,并将其命名为Gaia BH 1。

研究人员使用位于夏威夷国际双子座天文台的双子座北望远镜。

黑洞
图片来源 <a href="/zh/httpsblogsscientificamericancomobservationsliving/" near a supermassive black hole>科学美国人博客<a>

研究人员报告说,盖亚 BH1 位于约 1600 光年外的蛇夫座内。下一个最近的已知黑洞位于麒麟座,距离我们约 3,000 光年。

需要注意的一个重要事实是,这个黑洞处于休眠状态,是一个等待空间电流为其提供食物的无声杀手。

“以太阳系为例,在太阳所在的地方放一个黑洞,在地球所在的地方放一个太阳,你就会得到这个系统,”天体物理学中心的天体物理学家 Kareem El-Badry 解释道。 Harvard & Smithsonian 和 Max Planck Institute for Astronomy,以及描述这一发现的论文的主要作者。

“虽然有许多声称检测到这样的系统,但几乎所有这些发现随后都被驳斥了。这是在我们银河系中围绕恒星质量黑洞的宽轨道上首次明确探测到类太阳恒星。”

其他恒星质量的黑洞是通过与伴星的能量相互作用而被发现的,尽管事实上可能有数百万个黑洞在银河系中漫游。来自附近恒星的过热物质盘旋进入黑洞,在那里它产生强烈的 X 射线和物质射流。当黑洞处于休眠状态(即不主动进食)时,它只会融入周围环境。“过去四年来,我一直在使用各种数据集和方法寻找休眠黑洞,”El-Badry 说. “我之前的尝试——以及其他人的尝试——发现了一群伪装成黑洞的双星系统,但这是搜索第一次取得成果。”

研究人员最初检查了来自欧洲航天局盖亚航天器的数据,以确定该系统是否存在黑洞。盖亚捕捉到了由一个巨大的不可见物体引起的恒星速度的微小偏差。

El-Badry 和他的团队使用 Gemini North 上的 Gemini 多目标光谱仪对该系统进行了更详细的研究。该装置通过测量伴星绕黑洞旋转的速度,准确地确定了伴星的轨道周期。由于双子座的后续观测,该团队将中央天体确定为一个大约是太阳质量 10 倍的黑洞,这对于限制轨道速度以及因此限制双星系统中两个组件的质量至关重要.

“我们的双子座后续观测毫无疑问地证实了双星包含一颗普通恒星和至少一个休眠黑洞,”El-Badry 详细阐述道。 “我们找不到任何合理的天体物理学情景来解释所观测到的不涉及至少一个黑洞的系统轨道。”

由于他们只有一个小窗口来进行后续观测,该团队不仅依赖于 Gemini North 出色的观测能力,还依赖于 Gemini 在短时间内提供数据的能力。

“当我们第一次有迹象表明该系统包含一个黑洞时,我们只有一周的时间才能让这两个物体在它们的轨道上达到最近的距离。此时的测量对于在双星系统中进行准确的质量估计至关重要,”El-Badry 说。 “Gemini 在短时间内提供观测的能力对项目的成功至关重要。如果我们错过了那个狭窄的窗口,我们将不得不再等一年。”

Gaia BH1 系统的独特配置很难用天文学家目前对双星系统演化的概念来解释。这颗后来演变成新发现的黑洞的前身星,其质量至少是太阳的 20 倍。

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