蓋亞太空望遠鏡在1500光年之外發現已知最重的黑洞
研究人員利用歐洲蓋亞號太空望遠鏡在一個雙星系統中發現了一個黑洞,它位於1500光年之外,質量是太陽的33倍,是銀河系中已知最重的黑洞。這個黑洞是利用太空船傳回的數據發現的,它比銀河系中已知的黑洞重三倍多。
由特拉維夫大學(Tel Aviv University)研究人員組成的國際研究小組在特拉維夫大學教授Tsevi Mazeh 的參與下發現了一顆恆星,它圍繞著一個比太陽質量重33 倍的黑洞運行,距離地球1500 光年。這個黑洞是利用歐洲蓋亞太空望遠鏡的數據發現的,它比銀河系中其他已知黑洞重三倍多。
蓋亞號太空望遠鏡由歐洲太空總署於2013年發射升空,此後一直在定期測量銀河系中十多億顆恆星的位置和亮度,其精確度前所未有,相當於精確到毫米級確定月球上一粒沙子的位置。
由歐洲數百名科學家組成的組織負責處理從太空船傳來的數據,並將其提供給整個科學界。 TAU 雷蒙德和貝弗利-薩克勒物理和天文學學院的Tsevi Mazeh 教授(榮譽教授)領導的研究小組參與了利用太空船數據發現的雙星系統的研究。這項研究發表在著名的《天文學與天體物理學》(Astronomy & Astrophysics)雜誌。
這幅藝術家的印象圖將銀河系中的三個恆星黑洞並排進行了比較:它們的質量分別是太陽的10倍、21倍和33倍。蓋亞BH3是迄今為止在銀河系中發現的質量最大的恆星黑洞。黑洞的半徑與其質量成正比,但請注意,黑洞本身並沒有直接成像。圖片來源:ESO/M.Kornmesser
雙星的大樣本也包括包含黑洞的系統–黑洞是宇宙中最罕見的天體之一。黑洞的存在是宇宙中最神奇的現象之一,愛因斯坦的廣義相對論早在1939 年就預言了它的存在。
根據公認的理論,當恆星內核核燃燒過程的燃料耗盡時,恆星就會向中心坍縮。如果恆星的質量夠大,所有剩餘物質都會坍縮成一個密度無限大的單點。因此,我們可以把黑洞看作是恆星的”屍體”,它已經結束了自己的生命週期,坍縮到自身內部。
天文物理學家仍在努力了解導致物質坍縮到中心點的極端條件,因此每次發現黑洞都會讓天文學家興奮不已。
發現黑洞非常困難,因為光無法克服黑洞附近強大的引力。當黑洞與一顆普通恆星組成雙星系統時,可見恆星的運動可以用來測量其不可見夥伴的質量,從而證明它確實是一個黑洞。事實上,在短短幾年時間裡,蓋亞已經發現了兩個黑洞。
Tsevi Mazeh 教授。圖片來源:特拉維夫大學
Mazeh 教授和日內瓦大學的Laurent Eyer 教授成立了一個小組,利用太空船的數據尋找黑洞,小組成員包括來自法國、德國、西班牙、比利時、波蘭和瑞士的科學家。
在研究新數據時,研究團隊發現了一個含有特殊黑洞的雙星系統,這種黑洞以前從未發現過,質量為33個太陽質量,距離我們大約1500光年。這個新的黑洞比銀河系中任何其他已知的黑洞都要重三倍以上。這個被命名為蓋亞BH3 的雙星系統包含一顆普通恆星,它似乎形成於一百多億年前,當時我們的銀河系還非常年輕。這顆恆星以11 年為一個週期繞著黑洞運行。
在Mazeh教授的建議下,團隊決定立即公佈這項轟動性的消息,而不是等到有序地公佈所有發現的系統。太空船團隊包括TAU 的研究人員–波特環境與地球科學學院院長Shay Zucker 教授、Simchon Faigler 博士、Sahar Shahaf 博士(現任職於魏茲曼研究所)、Dolev Bashi 博士(現任職於劍橋大學)、Avraham Binnenfeld(研究生)和Oded Orenstein(本科二年級學生)–都被列為今天發表的科學文章的撰稿人,該文章報道了這一發現。
Tsevi Mazeh 教授:”這是銀河系中目前已知的雙星系統中最重的黑洞,這一發現令人興奮。從首次提出黑洞存在的假設到發現第一個黑洞,大約過去了三十年,而在我們能夠發現蓋亞BH3–當今已知週期最長的雙星系統–之前,已經過去了五十多年。人驚嘆。
編譯來源:ScitechDaily