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质量是太阳的10倍!距离地球最近的黑洞被发现
送交者: kingshand[♂★★声望品衔10★★♂] 于 2022-09-21 6:22 已读 1791 次 1 赞  

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天文学家说,银河系内大约有1亿个黑洞!

然而,迄今为止,人类只观测到了其中的20个左右——是不是有点尴尬?



这不难理解,因为黑洞确实很难被观测到。我们都知道,黑洞是一种引力极强的天体,甚至连附近的光都能吞噬。既然连光都被吞噬了,它当然就很难被观测到了。

当然,天文学家非常聪明,还是能够找到一些发现黑洞的方法的。虽然黑洞本身不发光,但它对周围空间或者附近天体的影响还是可以被我们观测到的。

从20世纪中期开始,天文学家就尝试利用间接的方法来寻找银河系内的黑洞了。1964年,在距离地球大约7240光年的天鹅座方向,天文学家发现了著名的黑洞天鹅座X-1。由于他从附近的恒星身上攫取大量的物质,在吞噬过程中释放出强烈的X射线,因此比其他的黑洞更容易被发现。



除了天鹅座X-1之外,天文学家发现的其他黑洞也都是利用这个方法发现的。但是,并非所有的黑洞都像天鹅座X-1这样有物质可以吞噬,银河系内大部分恒星级黑洞都是比较安静的,这就更难被发现了,因此人类发现的黑洞才会少得可怜。

最近,天文学家又发现了一个新的黑洞。这个黑洞并不大,但非常特别,因为它是迄今为止人类发现距离地球最近的黑洞。哈佛大学史密森天体物理学中心(CfA)的天体物理学家Kareem El-Badry率领团队完成了这次发现,并将研究成果发表在了《皇家天文学会月报》上。



这个黑洞并不像天鹅座X-1那样活跃,而是属于所谓的休眠黑洞。这种黑洞虽然没有吞噬其他恒星的物质,但有的时候可以凭借强大的引力干扰周围恒星的运行。因此,只要找到某些具备特定运行规律的恒星,天文学家就可以判断导致这种规律的原因是不是黑洞。

El-Badry表示,他已经花了差不多4年的时间在这项事业上了,他跟踪了大量的天文观测数据和方法,寻找银河系中的休眠黑洞。在这个过程中,他也失败过无数次,经常以为发现了黑洞,结果更多的观测表明他看到的只是一些普通的双恒星系统。

经过百折不挠的尝试,他终于取得了成功。



想要获得可以发现黑洞的观测数据,有一个项目非常合适,那就是欧洲航天局的盖亚卫星。这颗卫星的任务就是绘制史上最精确的银河系3D地图,这就需要对银河系内数十亿颗银河系天体进行观测和基本数据的编码,比如类型、距离等等,它的庞大数据可以帮助El-Badry寻找隐藏的黑洞。

在最新的盖亚第三批早期数据(GDR3)中,El-Badry等人一共发现了168065颗有可能处于双星系统中的恒星。其中,有一颗恒星特别值得注意。这是一颗G型主序星,也就是和我们的太阳一样的黄矮星,被命名为Gaia DR3 4373465352415301632。为了便于描述,他们称之为Gaia BH1。



根据Gaia BH1椭圆形轨道的运行规律,他们推测它的周围必然有一颗天体,与它组成了双星系统。而且,根据它的轨道和运行周期,他们可以推测出这个神秘天体的质量是太阳的10倍。这么巨大的天体,却无法利用望远镜观测到,不是黑洞还会是什么?

即便如此,他们还是需要更多的观测,来验证这个猜想。为此,他们借助了世界各地的大型望远镜进行了光谱观测,比如凯克天文台、甚大望远镜等,并且还借助了咱们国家的郭守敬望远镜(LAMOST)。



我们知道,这颗恒星如果真的在绕黑洞公转,那么在它的一个公转周期内,必然伴随着一段远离地球的运动和一段靠近地球的运动。在这个过程中,它发出的光线就会出现多普勒效应,也就是红移或者蓝移。利用这些望远镜的光谱仪,就可以判断它是否存在这样的现象。

经过观测,El-Badry的团队不仅确认了这颗天体确实是我们观测不到的,并且更好地约束了它的质量,对它的了解更加深入了。他们最终得出结论,这里确实有一个黑洞,而且以1500光年的距离创下了人类已知距离地球最近黑洞的纪录。

很多人想问:距离我们这么近的黑洞,会不会对我们造成威胁?



这一点完全不用担心,尽管质量是太阳的10倍,但这个黑洞和我们之间的距离已经足够消弭它的引力作用了。

实际上,2020年的时候,就有天文学家曾经宣布他们发现了距离地球最近的黑洞,距离仅有1120光年,位于一个名为HR 6819的双星系统中。不过后来经过验证,天文学家发现是一个乌龙事件。

2021年的时候,还有一支科学团队发现了一个黑洞,距离我们大约1500光年,并将其命名为独角兽。不过在今年的观测中,也有天文学家推翻了这个猜想,认为这里并不存在黑洞。



这一次El-Badry的团队已经进行了验证,看起来应该不会再被推翻了吧。

El-Badry指出:这次发现的意义不仅如此,还在于暗示了黑洞伴星出现的频率有多高。他们非常有信心,在盖亚卫星的下一批数据公布之后,天文学家可以用同样的方法发现几十个类似的黑洞及其系统。

除了这两个方法之外,还有一些方法也有可能发现这种休眠黑洞。比如引力透镜效应,就是利用爱因斯坦广义相对论的原理。如果某个黑洞运行到地球和背景天体之间的时候,其引力就会导致背景天体光线的扭曲,从而被我们发现。不过这种现象出现的频率非常低,而且在黑洞离开这里之后,我们就没有办法再观测并验证它的存在了。



总而言之,如果银河系真的有1亿个黑洞,我们就真的需要更多的手段来发现这些黑洞了。未来会不会有更近的黑洞被发现呢? 6park.com

来源:姿势分子knowledge

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