天文学家发现距离地球最近黑洞

这是艺术家对HR 6819三重星系的印象,其中两颗明亮的恒星围绕一个看不见的黑洞旋转。资料来源:ESO

银河系被认为包含数亿个黑洞,但是只有几十个黑洞通过周围热气体发出的X射线暴露出来。

5月6日,天文学家在最新一期《天文学和天体物理学》中报道说,他们发现了一个离地球仅1000光年的黑洞,这是迄今为止在可见恒星系统中发现的离地球最近的黑洞。“他们有很好的证据,我相信他们。”俄亥俄州立大学的天文学家托德·汤普森说。

天文学家对大多数黑洞的不可见性感到沮丧。他们只能从几十个被发现加热“吸积盘”的黑洞中了解恒星演化的最后阶段,吸积盘指的是被黑洞吞没的旋转气体。然而,最近天文学家利用外行星搜索技术发现了几个未被发现的黑洞候选者。

太阳系外行星搜寻者在接近或离开地球时寻找恒星所发出的光频率的周期性变化,可能是由一颗不可见的轨道伴星的引力引起的。一个小的阻力表示一个轻的行星,而一个大的重力可能是一个黑洞的标志。

在智利,欧洲南方天文台的天文学家托马斯·里维纽斯和他的同事用这种方法用欧洲南方天文台和德国马克斯·普朗克研究所操作的2.2米望远镜研究了不寻常的恒星系统HR 6819。研究人员最初认为HR 6819是一个双星系统,但是其中一颗恒星的周期性光运动产生了额外的摆动,这表明还有其他天体坚持存在。

研究人员称,HR 6819系统中的一颗恒星大约每40天绕一个未观测到的天体运行一周,而另一颗恒星的公转周期很长,因为它离未知天体很远,这一点尚未确定。这个未被观测到的未知天体的质量大约是太阳质量的4倍。"如果它是一颗星星,我们可以看到它."里维纽斯说。

为了确定天体是否是黑洞,研究人员将更仔细地观察这个系统。该团队已经申请使用欧洲天文台的光学干涉仪,这是一种将来自不同望远镜的光结合起来以获得更高分辨率的设备。里维纽斯说:“我们看不到黑洞,但我们应该能看到一颗恒星围绕着不存在的东西旋转。

德国哥廷根大学的天文学家本杰明·吉瑟斯(Benjamin Giesers)说,研究小组非常幸运地偶然发现了这样一个系统,“你必须观察许多恒星才能找到这样一颗恒星。”吉瑟斯和他的同事们研究了银河系周围的25个球状星团,每个都有数万颗恒星。2017年,他们发现了一个质量约为太阳4.5倍的黑洞候选者,并拖拽着其他伴星。

汤普森和他的同事在2019年也有了一个幸运的发现。他们查看了斯隆数字天空调查收集的数据,并使用全天自动超新星天空调查来筛选数据。他说:“我们正在寻找一个正在做一些不该做的事情的明星。”最后,他们发现了一颗快速旋转的巨星,名叫2MASS J05215658+4359220。从它的振动可以看出,它是一个质量约为太阳3.5倍的黑洞伴侣。

“研究这样一个系统和HR 6819将有助于天文学家理解双星是如何工作的以及黑洞是如何形成的。”汤普森说,“这一新发现非常接近,而且非常光明。我们会好好研究的。”

他补充说,一些黑洞候选者没有通过更仔细的测试,因此需要谨慎对待。“我认为没有什么是确定的,你必须保持怀疑。然而,非增生黑洞开始以二元和三元系统的形式出现。这一事实表明,一定有更多孤立的黑洞,其中一些甚至比HR 6819更接近地球。”汤普森说。

相关论文信息:https://doi.org/10.1051/0004-6361/202038020

标题:天文学家发现距离地球最近黑洞

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