破紀(jì)錄!銀河系最可怕的恒星質(zhì)量黑洞是潛伏在地球附近的沉睡巨人

藝術(shù)家對(duì)銀河系中質(zhì)量最大的恒星黑洞系統(tǒng)的印象。(圖片來(lái)源:uux.cn/ESO/L.Calçada)
(神秘的最可質(zhì)量鄭州金水(上門(mén)服務(wù))外圍找服務(wù)vx《749-3814》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)地球uux.cn)據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)(Robert Lea):銀河系有一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的大黑洞,它潛伏在地球附近!潛伏這顆沉睡的地球的沉巨人是由歐洲太空望遠(yuǎn)鏡蓋亞發(fā)現(xiàn)的,蓋亞追蹤了銀河系數(shù)十億恒星的附近運(yùn)動(dòng)。
恒星質(zhì)量黑洞是睡巨當(dāng)一顆大恒星耗盡燃料并坍塌時(shí)產(chǎn)生的。這一新發(fā)現(xiàn)是破紀(jì)怕一個(gè)里程碑,代表著首次在地球附近發(fā)現(xiàn)如此起源的河系恒星黑洞大黑洞。
這個(gè)恒星質(zhì)量的最可質(zhì)量黑洞被命名為Gaia-BH3,其質(zhì)量是潛伏太陽(yáng)的33倍。此前在銀河系中發(fā)現(xiàn)的地球的沉質(zhì)量最大的此類(lèi)黑洞是天鵝座X射線雙星(天鵝座X-1)中的一個(gè)黑洞,其質(zhì)量估計(jì)約為太陽(yáng)的附近20倍。銀河系中的睡巨鄭州金水(上門(mén)服務(wù))外圍找服務(wù)vx《749-3814》提供外圍女上門(mén)服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)平均恒星質(zhì)量黑洞大約是太陽(yáng)的10倍重。
Gaia-BH3距離地球僅2000光年,破紀(jì)怕是迄今為止發(fā)現(xiàn)的距離地球第二近的黑洞。距離地球最近的黑洞是Gaia-BH1(也由Gaia發(fā)現(xiàn)),距離地球1560光年。Gaia-BH1的質(zhì)量大約是太陽(yáng)的9.6倍,比這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的黑洞小得多。
“找到蓋亞BH3就像電影《黑客帝國(guó)》中尼奧開(kāi)始‘看到’矩陣的那一刻,”倫敦大學(xué)學(xué)院穆拉德空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家、蓋亞黑洞特別工作組成員喬治·西布魯克在發(fā)給Space.com的一份聲明中說(shuō)。“在我們的情況下,‘矩陣’是我們星系中休眠恒星黑洞的種群,在蓋亞探測(cè)到它們之前,這些黑洞就對(duì)我們隱藏起來(lái)了。”
Seabroke補(bǔ)充道,Gaia BH3是這一群體的重要線索,因?yàn)樗俏覀冦y河系中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量最大的恒星黑洞。
當(dāng)然,與主宰銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座a*(Sgr a*)相比,Gaia-BH3只是一個(gè)小問(wèn)題,后者的質(zhì)量是太陽(yáng)的420萬(wàn)倍。像Sgr A*這樣的超大質(zhì)量黑洞不是由大質(zhì)量恒星的死亡造成的,而是由越來(lái)越大的黑洞合并而成的。

蓋亞發(fā)現(xiàn)的三個(gè)黑洞的位置圖(圖片來(lái)源:uux.cn/歐空局/蓋亞合作組織)
沉睡的巨大黑洞導(dǎo)致恒星伴星搖晃
所有黑洞都有一個(gè)稱(chēng)為視界的外部邊界,在這個(gè)邊界上,黑洞的逃逸速度超過(guò)了光速。這意味著事件視界是一個(gè)單向的光捕獲表面,任何信息都無(wú)法逃脫。
因此,黑洞不會(huì)發(fā)光或反射光,這意味著只有當(dāng)它們被逐漸吞噬的物質(zhì)包圍時(shí),才能“看到”它們。有時(shí),這意味著雙星系統(tǒng)中的黑洞從伴星中提取物質(zhì),伴星在其周?chē)纬梢粋€(gè)氣體和塵埃盤(pán)。
黑洞的巨大引力影響在周?chē)镔|(zhì)中產(chǎn)生強(qiáng)烈的潮汐力,使其與被破壞和消耗的物質(zhì)一起發(fā)出明亮的光芒,同時(shí)也發(fā)出X射線。此外,黑洞不喜歡的物質(zhì)可以被引導(dǎo)到它的兩極,并以近光速?lài)娏鞯男问絿姵觯殡S著光的發(fā)射。
所有這些光發(fā)射都可以讓天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)黑洞。問(wèn)題是,如何探測(cè)到不以周?chē)鷼怏w和塵埃為食的“休眠”黑洞?例如,如果一個(gè)恒星質(zhì)量的黑洞有一顆伴星,但兩者相距太遠(yuǎn),黑洞無(wú)法從其雙星伙伴那里搶奪恒星物質(zhì),該怎么辦?
在這種情況下,黑洞及其伴星會(huì)圍繞一個(gè)代表系統(tǒng)質(zhì)心的點(diǎn)運(yùn)行。當(dāng)一顆恒星被一個(gè)輕伴星(如另一顆恒星甚至一顆行星)圍繞時(shí),情況也是如此。
圍繞質(zhì)心運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致恒星運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng),天文學(xué)家可以看到這一點(diǎn)。因?yàn)樯w亞擅長(zhǎng)精確測(cè)量恒星的運(yùn)動(dòng),所以它是觀察這種擺動(dòng)的理想儀器。
蓋亞的黑洞特別工作組開(kāi)始尋找奇怪的擺動(dòng),這些擺動(dòng)無(wú)法通過(guò)另一顆恒星或行星的存在來(lái)解釋?zhuān)⑶冶砻饔幸粋€(gè)更重的伴星,可能是一個(gè)黑洞。

黑洞Gaia-BH3周?chē)膮^(qū)域。(圖片來(lái)源:uux.cn/ESO/數(shù)字化巡天2號(hào)。鳴謝:D.De Martin。)
研究小組在距離地球1926光年的天鷹座的一顆古老巨星上進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)該恒星的路徑發(fā)生了擺動(dòng)。這種擺動(dòng)表明,這顆恒星與一個(gè)質(zhì)量異常高的休眠黑洞鎖定在軌道運(yùn)動(dòng)中。兩者之間的距離從太陽(yáng)和海王星之間最寬的距離到我們的恒星和木星之間最近的距離不等。
法國(guó)巴黎天文臺(tái)CNRS的首席研究員Pasquale Panuzzo在一份聲明中表示:“這是一只真正的獨(dú)角獸。”。“這是你研究生涯中的一次發(fā)現(xiàn)。到目前為止,由于引力波的觀測(cè),只有LIGO Virgo KAGRA合作在遙遠(yuǎn)的星系中發(fā)現(xiàn)過(guò)這么大的黑洞。”

我們銀河系中的三個(gè)恒星質(zhì)量黑洞:(左)蓋亞BH1、(中)天鵝座X-1和(右)蓋亞BH3,它們的質(zhì)量分別是太陽(yáng)的10倍、21倍和33倍。蓋亞BH3是迄今為止在銀河系中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量最大的恒星黑洞。(圖片來(lái)源:uux.cn/ESO/M.Kornmesser)
由于蓋亞的敏感性,黑洞特別工作組也能夠限制蓋亞-BH3的質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)它擁有33個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。
特拉維夫大學(xué)Gaia合作成員、科學(xué)家Tsevi Mazeh說(shuō):“Gaia-BH3是第一個(gè)我們可以如此準(zhǔn)確地測(cè)量質(zhì)量的黑洞。”。“該物體的質(zhì)量是太陽(yáng)的30倍,是我們通過(guò)引力波實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到的非常遙遠(yuǎn)的黑洞質(zhì)量估計(jì)的典型值。蓋亞的測(cè)量提供了第一個(gè)無(wú)可爭(zhēng)議的證據(jù),證明確實(shí)存在如此重的(恒星質(zhì)量)黑洞。”
然而,Gaia-BH3系統(tǒng)肯定會(huì)引起科學(xué)家的極大興趣,不僅僅是因?yàn)樗c地球的距離和黑洞的質(zhì)量。
這個(gè)系統(tǒng)中的恒星是一顆次巨星,大約是太陽(yáng)的五倍大,亮度是太陽(yáng)的15倍,盡管它比我們的恒星更冷,密度也更低。Gaia-BH3伴星主要由氫和氦組成,這是宇宙中最輕的兩種元素,缺乏天文學(xué)家(有點(diǎn)困惑)稱(chēng)之為“金屬”的較重元素
這顆恒星“缺乏金屬”的事實(shí)表明,坍塌并死亡以產(chǎn)生Gaia-BH3的恒星也缺乏較重的元素。預(yù)計(jì)貧金屬恒星一生中會(huì)比富含金屬的恒星脫落更多的質(zhì)量,因此科學(xué)家們質(zhì)疑它們是否能保持足夠的質(zhì)量來(lái)產(chǎn)生黑洞。Gaia-BH3代表了貧金屬恒星確實(shí)可以做到這一點(diǎn)的第一個(gè)暗示。
Seabroke總結(jié)道:“蓋亞的下一次數(shù)據(jù)發(fā)布預(yù)計(jì)將包含更多內(nèi)容,這將有助于我們‘看到’更多的‘矩陣’,并了解休眠恒星黑洞是如何形成的。”。
該團(tuán)隊(duì)的研究于今天(4月16日)發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》雜志上。
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