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“打假团”揪出个“真”休眠黑洞

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一个以揭穿黑洞假发现而闻名的国际专家团队,在与银河系相邻的大麦哲伦星云中发现了一个休眠的恒星质量黑洞。这一黑洞的质量至少是太阳质量的9倍,围绕着一颗质量为太阳质量25倍的炽热蓝色恒星运行。这项发现18日发表在《自然·天文学》杂志上。

这张艺术渲染图展示了如果近距离观察二元系统VFTS 243可能会是什么样子。图片来源:ESO

研究团队发现,产生黑洞的恒星消失了,没有任何强烈爆炸的迹象。研究负责人、荷兰阿姆斯特丹大学研究员托默·谢纳说,此次是这个绰号“黑洞打假团”的专家们第一次报告一个黑洞的发现,而不是否定一个。

研究人员称,该发现好比大海捞针,尽管之前已提出了其他类似的黑洞候选者,但这是第一个在银河系之外明确探测到的休眠的恒星质量黑洞。

当大质量恒星到达生命的尽头并在自身引力作用下坍塌时,就会形成恒星质量的黑洞。在双星系统中,两颗恒星围绕彼此旋转,这个过程会在轨道上留下一个黑洞和一颗发光的伴星。如果黑洞不发射高水平的X射线辐射,那么它就是“休眠”的,这就是通常检测到此类黑洞的方式。

为了找到一个名为VFTS 243的二元系统,研究团队在大麦哲伦星云的狼蛛星云区域搜索了近1000颗大质量恒星,寻找可能有黑洞作为伴星的恒星。这种识别非常困难,因为目标与周围环境的相互作用很小。

狼蛛星云在大约160000光年外发出明亮的光芒,是银河系的卫星星系大麦哲伦星云中最壮观的特征。这张图像非常详细地展示了该区域及其丰富的环境,揭示了由星团、发光的气体云和超新星爆炸的零星残骸组成的宇宙景观。图片来源:ESO

而此次发现使团队以独特的视角了解了黑洞形成的过程。理论认为,当一颗垂死的大质量恒星的核心坍缩时,会形成一个恒星质量的黑洞,但这是否伴随着强大的超新星爆炸仍不确定。

谢纳解释说,在VFTS 243中形成黑洞的恒星似乎已经完全坍塌,没有任何先前爆炸的迹象。新研究提供了这种“直接崩坍”最直接的证据之一,这对宇宙中黑洞并合的起源具有巨大的影响。

发现VFTS 243中的黑洞要归功于欧洲南方天文台(ESO)的超大望远镜(VLT)上的光纤大阵列多元素光谱仪(FLAMES)对狼蛛星云长达6年的观测。FLAMES允许人们一次观察100多个天体,与逐个研究每个天体相比,显著节省了时间。

“黑洞打假团”的专家仍鼓励其他天文学家对该发现进行审查,并希望他们的工作能够发现其他围绕大质量恒星运行的恒星质量黑洞。预计银河系和麦哲伦云中将存在数千个黑洞。