黑洞竟然还会“睡觉”?科学家在银河系外发现一颗休眠的黑洞!( 二 )



我们从地球上看见的亮星 , 绝大多数都是O型星 , 这颗恒星奇怪在哪儿呢?通过对恒星轨道分析 , 研究人员发现它符合双星特征 。 可是在它旁边 , 我们并没有发现其他恒星 。 也就是说它似乎在和一个隐形的天体相互环绕 。
研究人员将这个特殊的双星系统命名为VFTS243 。 大质量天体看不见 , 又不是恒星 , 那它只可能是简并态天体 , 比如白矮星、中子星 , 或者干脆就是黑洞 。 可问题是 , 这种双星系统中的致密天体通常都存在着吸积盘 , 所以会伴随着强烈的X射线 。
可是在这里我们并没有看到相应的光谱 。 研究人员通过分析发现 , 这个隐形的天体总质量将近九倍太阳质量 , 远大于奥本海默极限 , 因此白矮星和中子星的可能性也进一步被排除 。 所以最后他们的结论是 , 这个隐藏的伴星只能是一个恒星级黑洞 。

同时也能预料出 , 在未来不久那个25倍太阳质量的O型恒星将寿终正寝 , 并在演化末期也坍缩成一个黑洞 。 到时候它俩就会成为一个双黑洞系统 , 开始超级漫长的相互环绕过程 , 最终合二为一 。
其实 , 单纯包含黑洞的双星系统并不罕见 。 比如 , 银河系内距离我们七千多光年的天鹅座X1 , 作为距离我们最近的黑洞之一 , 同时也是人类最先确认的黑洞天体 , 天鹅座X1是一个大质量的X射线双星 。
它的高能X射线 , 就是双星中那个21倍太阳质量的黑洞的吸积盘案释放出来 。 那个与之共舞的大质量伴星 , 正在被黑洞一点点地蚕食 。 通常情况下 , 恒星级黑洞都会或多或少存在着吸积盘 , 其中有些因为袭击率低的原因 , 也能产生较少的X射线 。

但对于VFTS243这样的黑洞来说 , 研究人员在光谱数据中 , 除了看不到X射线的迹象 , 就连它的袭击盘也没有发现 。 这对于一个双星系统中的黑洞非常罕见 。 另外这个黑洞还有个与众不同的地方 , 就是它的形成过程 。
通常情况下 , 大质量恒星最后坍缩成黑洞时 , 只是核心坍缩 , 大量的外层物质则会抛洒出去 , 也就是超新星爆发 。 这种突然的大质量损失 , 会导致恒星残骸的轨道发生变化 , 造成比较大的偏心率 , 甚至是被甩出去 , 成为流浪黑洞 。
但是这个休眠黑洞的轨道近乎圆形 , 这意味着他当初坍缩时 , 质量损失非常少 , 甚至还不到一倍太阳质量 , 所以它的轨道并没有受到太大影响 。 这么看来 , 当初那颗恒星的死法可能并不像其他大质量恒星一样 , 经历了超新星爆发 , 而是直接整个坍缩成黑洞 。

这个猜测对恒星核心坍缩的黑洞形成理论造成了很大挑战 。 当然 , 这一结论并不是靠轨道特点这单一理由得出的 。 研究人员也考虑了像是光谱 , 光变曲线 , 甚至是黑洞与周围星云的相对运动等其他特征 。
作为一个有着传奇身世且探测不到X射线的安静黑洞 , 尤其是在一个双星系统中 。 之前 , 在银河系外还没有正式发现过 。 虽然这种包含安静黑洞的双星系统很罕见 , 但是研究人员在类似的51个大质量双星样本中 , 初步估算应该有8%包含有黑洞 。

据说今后 , 欧航局计划通过盖亚探测器对双星系统进行高精度测量 , 届时我们或许能在银河系中发现数百个类似的黑洞双星系统 。 而未来 , 在斯隆巡天这样的大规模光谱测量数据中 , 天文学家将会发现更多的核外黑洞双星 。
对这类系统的研究 , 除了可以在引力波探测方面提供帮助外 , 关于黑洞形成方式的新猜测或许也能得到证实 。 希望未来我们能更加了解黑洞这种宇宙中最神秘的天体 。
都说如果家里发现一只蟑螂 , 在看不见的地方 , 已经有成百上千只 。 现在既然我们已经发现了一颗隐藏在星际间的流浪黑洞 , 那是否意味着 , 我们的周围已经遍布着类似的黑洞呢?
根据现有理论 , 有不少到最后都会被踢出去成为流浪黑洞 。 这么说的话 , 地球未来会不会碰上一个这样的黑洞?或者有一天我们突然发现 , 某个未曾注意到的流浪黑洞正在朝太阳系飞来 , 那时的我们又该怎么办呢?
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