本網綜合 Will Dunham 報導 天文學家發現了一個品質約為太陽33倍的黑洞,這是銀河系中已知的最大黑洞,除了潛伏在銀河系中心的超大品質黑洞之外。
研究人員說,這個新發現的黑洞位於距地球約2000光年的天鷹座,從宇宙學的角度看相對較近,並且有一顆伴星圍繞它運行。一光年是光在一年中傳播的距離,即 5.9 萬億英里(9.5 萬億公里)。
黑洞是一種密度極高的天體,其引力之大甚至連光都無法逃脫,因此很難發現它們。這個黑洞是通過歐洲航天局蓋亞任務的觀測發現的,蓋亞任務正在創建一個龐大的恒星普查,因為它導致了其伴星的搖擺運動。歐洲南方天文臺位於智利的甚大望遠鏡和其他地面天文臺的數據被用來驗證黑洞的品質。
“這個黑洞不僅品質非常大,而且在很多方面都非常奇特。它確實是我們意想不到的東西。”在巴黎天文臺工作的法國國家科學研究中心(CNRS)研究工程師帕斯誇萊·帕努佐說,他是發表在《(Astronomy & Astrophysics》雜誌上的這項研究的第一作者。
例如,這個名為蓋亞BH3的黑洞及其伴星在銀河系中的運行方向與恒星在銀河系中的運行方向正好相反。
研究人員說,蓋亞BH3可能是在一顆品質超過太陽40倍的恒星死亡後形成的。
由單個恒星坍縮形成的黑洞被稱為恒星黑洞。以色列特拉維夫大學的天文學家和該研究的合著者特塞維·馬澤說,蓋亞BH3是已知最大的恒星黑洞。
與大多數星系中心的超大品質黑洞相比,恒星黑洞的體積相形見絀。其中一個名為人馬座A*或Sgr A*的黑洞就位於銀河系的中心。它的品質是太陽的 400 萬倍,距離地球約 26000 光年。
蓋亞 BH3 的祖星幾乎完全由氫和氦組成。早期宇宙中的恒星具有這樣的化學成分,即所謂的低金屬性。這顆恒星在宇宙歷史上形成的時間相對較早,可能是在宇宙大爆炸發生後 20 億年。
當這顆恒星生命週期結束時,會發生超新星爆炸,將一些物質噴射到太空中,而殘餘物則會猛烈坍縮形成黑洞。
帕努佐表示,蓋亞BH3的發現支持了恒星演化模型,該模型顯示只有像這顆黑洞的祖星這樣的低金屬度恒星才能產生大品質恒星黑洞。
蓋亞BH3的伴星和另一顆恒星一樣古老,品質約為太陽的76%,溫度稍低,但亮度大約是太陽的10倍。它以橢圓形軌道圍繞黑洞運行,距離大約是地球和太陽之間距離的 4.5 倍(天文單位)到 29 AU 之間。相比之下,木星的軌道距離太陽約 5 AU,海王星約 30 AU。
巴黎天文臺天文學家、該研究合著者伊麗莎貝塔·卡福說:“令我驚訝的結果是,這顆伴星的化學成分沒有顯示出任何特殊之處,因此它沒有受到黑洞超新星爆炸的影響”。
科學家們並不確定恒星黑洞到底能有多大。帕努佐說:“關於恒星黑洞的最大品質,科學界還在爭論不休”。