發現迄今距離地球最近的黑洞!「三體」系統內伴星亮度肉眼可見

作者 | 發布日期 2020 年 05 月 07 日 15:25 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


在距離地球僅 1,000 光年處,天文學家找到了迄今為止最接近我們的黑洞;更令人驚喜的是該黑洞周遭有 2 顆非常明亮的伴星繞旋,我們不需要專業天文望遠鏡、單憑肉眼就能直接在夜空中(南半球)發現它們。

我們知道,宇宙黑洞在本質上是肉眼看不見的物體,因此發現黑洞最主要靠間接方法來推斷其位置,有二:一是觀察黑洞周遭恆星軌道的變動,二是尋找黑洞吸積盤物質因快速摩擦而釋放出的各種電磁波(可見光、紅外光、無線電波、X 射線等)。

而當天文學家利用智利拉希拉天文台(La Silla Observatory) 2.2m MPG/ESO 望遠鏡上的 FEROS 光譜儀、對既有數據庫中的 HR 6819 聯星系統進行深入研究時,便透過上述第一種方法,震驚發現該系統中還藏了一個不可見物體的證據——不是聯星系統,而是三聯星系統。

其實早在 2004 年時,拉希拉天文台在對 HR 6819 系統進行為期 4 個月的觀測活動後,就已發現該系統不是「標準」的聯星系統:內層恆星似乎還繞行著更內層另一個物體。5 年後,歐洲南方天文台一個團隊重新審視這份數據,高度懷疑內部可能潛伏著黑洞,只是 2014 年時,該團隊領導人 Stan Štefl 因一場車禍去世,導致研究工作中斷。

2019 年 11 月,Stan Štefl 的同事 Rivinius 因看到一篇有關 LB-1 系統的研究,數據與幾年前在 HR 6819 系統看到的數據非常相似,決定重新追蹤 HR 6819 系統,也因此終於扒出這個躲藏多年的黑洞。

雖然天文學家無法直接觀察 HR 6819 系統中的黑洞,但能根據黑洞與系統內另其他 2 個物體的引力相互作用來推斷位置,在追蹤該系統幾個月繪製出 2 顆明亮恆星的軌道後,研究團隊確認 2 顆恆星實際上繞著另一個看不見的巨大物體旋轉。

經計算,該系統的神秘第三者是個質量比太陽質量大 4 倍的恆星黑洞,成為目前距太陽系最近的黑洞;其中一顆恆星每 40 天繞行黑洞公轉一圈,另一顆恆星與黑洞的距離則較遠。此外,HR 6819 系統中的兩顆恆星非常明亮,南半球夜晚只要天氣晴朗,肉眼就能直接看到 HR 6819 恆星,雖然我們看不見黑洞,但我們可以說:那裡有一個黑洞。

▲ HR 6819 系統 2 顆恆星在南半球夜空中明亮可見。

在發現 HR 6819 系統黑洞之前,原本最近的黑洞距離地球約 3,000 光年。

這項發現可能只是揭開冰山一角,或許在某些已知的聯星系統中也有這種恆星黑洞潛伏在暗處,畢竟過去研究估計,銀河系中至少有數百萬個黑洞,只是它們太過無聲無息,連吸積盤都未強烈到釋放電磁波引來望遠鏡的注意。

新論文發表在《天文與天體物理學報》(Astronomy and Astrophysics)期刊。

(圖片來源:歐洲南方天文台

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