【美麗日報2019年11月04日訊】《科學》雜志本月1日發表的文章說,天文學家可能在銀河系內發現了一種全新類型的黑洞。這種黑洞可能比已知的最小類型的黑洞還小。

該項目負責人、美國俄亥俄州立大學的托德‧湯普森(Todd Thompson)教授告訴當地的報紙《哥倫布派送》(The Columbus Dispatch)說:「我在工作報告中報告了一個現存質量僅是太陽質量3.3倍的一個黑洞。它就介於(太陽質量的)2倍、2.5倍與5倍之間。它很有可能是個新型的黑洞,低質量的黑洞,正好介於已知的中子星的質量和已知的黑洞的質量之間。」

天文學認爲,恒星在死亡、坍縮和爆炸之後,會形成黑洞,黑洞的質量之大甚至連光都無法從黑洞中逃脫。超大質量黑洞往往存在星系的中心,就像星系的引擎一樣。但並非所有恒星都會在死亡後變成黑洞。很多恒星死亡並坍縮後會形成中子星,這些中子星質量很小但密度很高。

研究人員表示,如果天文學家只關注超大質量黑洞,例如銀河系中心的黑洞,那麽人們只能看到一小部分黑洞。

「人們試圖了解超新星爆炸,超大質量恒星如何爆炸,超大質量恒星中的元素是如何形成的。因此,如果我們能揭示出新的黑洞類型,它將告訴我們更多信息,比如哪些恒星會爆炸?哪些恒星不爆炸?哪些黑洞和中子星爆炸?這將開辟一個新的研究領域。」湯普森教授告訴CNN。

黑洞經常出現在雙星系統中,其中兩顆恒星彼此繞行。如果一顆恒星死亡,那麽另一顆恒星仍會繼續繞行,即使對面的恒星已經變成黑洞或中子星。

在這項研究之前,天文學家的發現認為黑洞的質量是太陽質量的5至15倍,而中子星僅是太陽質量的兩倍。但是,如果中子星的質量超過太陽質量的2.5倍,它可能會坍塌並變成黑洞。然後,那個黑洞可能會變大。

引力波天文台(LIGO)的發現改變了這個情況。它發現了兩個黑洞合並成一個黑洞。兩個巨大的黑洞分別是太陽質量的31倍和太陽質量的25倍。「每個人都感覺『哇』,因為那真是太壯觀了。不僅是因為它證明了LIGO的確有用,而且因為黑洞質量很大,我們以前從未見過。」湯普森說。

這一發現擴大了已知黑洞質量的範圍,表明它們的質量可以更大。但是,存在於中子星和黑洞邊界之間的較小的那些呢?

湯普森教授和他的同事們研究了阿帕奇角(APOGEE)天文台銀河系演化實驗(the Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment )的數據,它觀測銀河系中10萬顆恒星的光。他們想看看星光波長的變化是否能顯示可能存在的雙星系統。如果波長顯示出從藍色到紅色的波長變化,則可能表明該恒星所在的雙星系統中的另一個成員已變成黑洞。

當湯普森和他的同事們將搜索範圍縮小到最有希望的恒星時,他們發現了一顆巨大的紅色恒星,它的伴星比已知的最小黑洞還小,但比任何已知的中子星大。這個伴星很可能是一個低質量黑洞,質量是太陽質量的3.3倍。目前已知的最小黑洞是太陽質量的3.8倍。

「我們在這裡所做的是找到一種新的搜索黑洞的方法。但我們的結果有可能找到了第一個以前天文學家從未發現的低質量黑洞」,「它們的質量告訴了我們它們的形成和演化,也告訴了我們它們的性質。」湯普森教授說。

責任編輯:松林

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