呀黑洞！怎麼還長大了呢?_風聞

原作：Pete Wheeler & Lauren Sydoruk

編譯：張雨荷

校對：唐佳欣  畢琳

排版：邱煜欣

後台：庫特莉亞芙卡 李子琦 徐⑨坤 胡永葳

原文鏈接：https://www.icrar.org/biggest-black-hole/

最近發表在《科學》雜誌上的研究表明，天鵝座X-1的系統包含有史以來在不使用引力波的情況下所檢測到的最大的恆星質量黑洞。對於史上第一個被發現黑洞的新觀測結果， 天文學家們開始質疑對宇宙最神秘的天體是否不夠了解。

天鵝座X-1是目前科學家們發現的離地球最近的黑洞之一。1964年，它被美國新墨西哥州發射的亞軌道火箭上所攜帶的一對蓋革計數器發現。天鵝座X-1也曾經是物理學家霍金和基普索恩之間著名的科學賭注的焦點。1974年，霍金和索恩打賭，賭天鵝座X-1到底是不是黑洞。賭注也很有趣：如果霍金勝利，索恩給他訂閲4年的時政雜誌《私探》，而如果索恩贏了，霍金則給他訂閲一年的成人雜誌《閣樓》。霍金還曾在他的暢銷書《時間簡史》中提到了這個賭約，他説他和索恩的這場賭局對他來説更像是一種保險。他終其一生致力於研究黑洞，如果事實證明黑洞不存在，他的所有工作都將失去意義。如果在那種情況下他能夠贏得賭注，也算是聊以慰藉。

後來在1990年，科學界已經收集了足夠的觀測數據證明天鵝座X-1系統確實存在黑洞，霍金也真的給索恩訂了一年的《閣樓》，為此他還被索恩的老婆臭罵了一頓。

天鵝座X-1系統的概念圖。天鵝座X-1包含了有史以來在不使用引力波的情況下探測到的最巨大的恆星質量黑洞，其質量是太陽的21倍。

圖片來源：國際射電天文學研究中心（ICRAR）

在這項最新工作中，一個國際天文學家團隊使用甚長基線陣列（VLBA,由美國10架射電望遠鏡組成的一個干涉陣列）與三角視差法一起測量了空間距離。“通過從不同的位置觀察同一個物體，我們可以測量物體相對於背景的移動距離來計算它離我們的距離，”來自科廷大學和國際射電天文學研究中心的首席研究員詹姆斯·米勒-瓊斯教授解釋道。“如果你把手指伸出來放在眼前，一次用一隻眼睛觀看，你會發現你手指的位置似乎從一個點跳到另一個點。”科學家們就是利用這個方法觀測到了天鵝座X-1到我們的距離。

三角視差法示意圖。天文學家從不同的角度觀察天鵝座X-1系統，利用地球繞太陽的軌道來測量該系統在背景恆星中的相對運動，從而得出我們和該系統之間的距離，並進一步確定黑洞的質量。

圖片來源：國際射電天文學研究中心

“在六天的時間裏，我們觀測到了黑洞的完整軌道，同樣使用的是甚長基線陣列和三角視差法”，米勒-瓊斯教授説。“新的觀測結果表明，天鵝座X-1系統比我們之前認為的更遠，並且黑洞的質量也明顯更大”。如此巨大的黑洞像是在挑戰天文學家如何解釋它們的形成。

來自莫納什大學的伊利亞·曼德爾教授表示：“從恆星表面刮過的恆星風將恆星的質量帶到周圍的環境中。但是要製造出如此巨大的黑洞，需要調低一顆明亮的恆星在其一生中損失的質量” ，這表明我們現有的演化模型可能高估了星風的質量損失率。“天鵝座X-1系統中的黑洞最初是一顆質量約為太陽60倍的恆星，它在數萬年前坍塌了”， 伊利亞·曼德爾教授補充道。“令人難以置信的是，它每隔五天半就圍繞着它的伴星（一顆超巨星）運行一次，繞行距離只有日地距離的五分之一。“這些新的觀測告訴我們，這個黑洞的質量是太陽質量的20多倍，比以前的估計增加了50%。”

最近的觀測顯示，天鵝座X-1系統中的黑洞質量是太陽的21倍——比之前的估計增加了50%。

圖片來源：國際射電天文學研究中心

這篇論文的合著者，中國科學院國家天文台的博士生趙雪杉表示：“利用對黑洞質量及其離地球距離的最新測量結果，我能夠確認天鵝座X-1正在以令人難以置信的速度旋轉——非常接近光速，比迄今為止發現的任何其他黑洞都要快”。

『天文時刻』 牧夫出品

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