天文學家觀察到可能温和形成的黑洞 | 路透社
Will Dunham
藝術家的印象展示了一個名為 V404 Cygni 的三重星系統,其中有一個黑洞和兩顆普通星星。從變形的附近星星(左側)中抽取的物質被描繪成在黑洞(右側)周圍旋轉,而第三顆星星(右上方)在遠處閃耀。Jorge Lugo/通過路透社提供的資料照片華盛頓,10月29日(路透社) - 天文學家之間的傳統觀點是,黑洞 - 這些異常密集的物體,其引力強大到連光都無法逃脱 - 是在一顆巨大的垂死星星的劇烈爆炸中形成的,稱為超新星。但事實證明,有些黑洞可能以更温和的方式誕生。研究人員已經確定了一個黑洞,它似乎是在一顆大星星的核心崩潰中形成的,在其垂死掙扎中,但沒有通常的爆炸。它被觀察到與兩顆普通星星引力綁定在一起。之前已經發現黑洞與另一顆星星或另一顆黑洞在所謂的雙星系統中軌道運行。但這是已知的第一個包含一個黑洞和兩顆星星的三重系統。
該系統位於距離地球約7800光年遠的天鵝座。光年是光在一年中傳播的距離,約為59萬億英里(95萬億公里)。這個黑洞被稱為 V404 Cygni,自1992年確認以來已被廣泛研究。之前人們認為它只與另一顆恆星一起運行,但來自歐洲空間局的 Gaia 太空觀測站的數據表明,它實際上有兩個伴星。
研究人員表示,這個黑洞的質量估計是 我們太陽的九倍,正在吞噬其中一顆伴星,這顆恆星的質量約為太陽的七成。那顆恆星每6.5天繞黑洞公轉一次,距離僅約為地球與太陽之間距離的七分之一。黑洞似乎正在從這顆恆星中抽取物質,這顆恆星在其自然老化過程中膨脹到了所謂的紅巨星階段。
研究人員探測到另一顆質量約為太陽1.2倍的恆星被引力束縛在這兩顆恆星附近,但相對較遠,每70,000年繞它們公轉一次,距離是地球與太陽之間距離的3,500倍。
研究人員懷疑黑洞的形成過程是温和的,原因很簡單。他們表示,如果成為黑洞的那顆恆星爆炸,三重系統就會解體。
人們認為黑洞的形成是因為一顆大恆星耗盡其核心的核燃料,因自身的引力向內坍縮,觸發巨大的爆炸,將其外層吹入太空。結果形成的壓縮核心便是黑洞。
但一些天文學家提出了另一種黑洞形成的路徑,稱為“直接坍縮”,在這種情況下,恆星在耗盡所有燃料後塌陷,但並不爆炸。
“我們稱這些事件為‘失敗的超新星’。基本上,重力坍縮的速度太快,以至於超新星無法觸發,結果你得到的是一種內爆——這聽起來非常戲劇化和驚人,但在某種意義上是‘温和的’,因為你不會排出任何物質,”麻省理工學院天文學家、發表在期刊上的研究的首席作者凱文·伯奇説道。《自然》。研究人員估計,這個三重系統的成員大約在40億年前作為普通恆星首次形成。
“如果黑洞是伴隨着出生時的衝擊形成的,那麼這個三重系統就無法存活,因此這一發現告訴我們,至少有一些黑洞是在沒有衝擊的情況下形成的——這意味着是安靜的內爆,而不是爆炸性的超新星,”加州理工學院天文學家、研究的共同作者卡里姆·埃爾-巴德里補充道。
考慮到黑洞正在吞噬其更近的鄰居,這個系統不會永遠有三個成員。這表明一些已知的黑洞和普通恆星的雙星系統最初可能是作為三重系統形成的,只是黑洞吞噬了其中一個伴侶。
“人們實際上預測黑洞雙星可能主要通過三重演化形成,但直到現在從未有過直接證據,”埃爾-巴德里説道。
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