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HR 6819系统艺术概念图(图片来源:ESO和l . Calada)| Jonathan O ' Callaghan
编译|吴菲
肉眼可见的黑洞
黑洞无疑是宇宙中最神秘的天体。它们隐藏在黑暗中,吞噬所有进来的光线。不管大小,所有黑洞都有一个共同的特征,那就是事件视界。一旦光线穿过事件视界,就无法逃逸。但是黑洞还是会显示出它的踪迹,这样我们就可以捕捉到踪迹:当离黑洞不远的地方有一颗恒星时,恒星的物质被黑洞吸引,超高温的尘埃和气体形成一个围绕黑洞快速旋转的吸积盘,释放出来的X射线可以“照亮”黑洞。那么,如果黑洞周围没有足够近的伴星呢?虽然不能直接看到,但科学家可以通过黑洞对其他天体的引力作用间接探测到这些神秘物体。
在最近发表在《天文学和天体物理学杂志》上的一项研究中,欧洲南方天文台(ESO)的天文学家通过这种方法有了一个显著的发现——他们发现了迄今为止离地球最近的黑洞。如果结论是真的,南半球的人甚至可以不用观测设备,用肉眼看到黑洞所在的恒星系统。
恒星系统HR 6819位于南方天空的望远镜星座,距离我们1000光年。这是一个普通的双星系统,在南半球不起眼,肉眼几乎看不到,但研究人员发现其中一颗恒星的光谱线呈现周期性摆动。所以,这个系统里一定有未被发现的天体。
进一步分析表明,其中一颗恒星似乎以40天为一个周期围绕着这个看不见的天体旋转;另一颗星比较远,周期比较长。这个天体的质量是太阳质量的4.2倍。如果这是一颗恒星,那么考虑到它的质量和距离,地球上的观察者将能够看到这颗恒星。因此,研究表明,HR 6819系统的中心是一个黑洞。
埋了15年的数据
该项研究的主要作者、欧洲南方天文台的托马斯·里维纽斯说:“我们最初认为HR 6819是一个双星系统,但我们发现它实际上是一个由三个天体组成的系统。”
研究小组通过使用欧洲南方天文台在智利拉塞拉天文台的2.2米望远镜获得了这一发现。但是,需要指出的是,这个观察不是最近做的。早在2004年,天文学家就在几个月的观察中获得了这些数据。然而,这些数据并没有引起天文学家的注意——如上所述,他们认为这只是一个普通的双星系统。
直到去年,中国国家天文台的刘继峰团队使用郭守敬望远镜发现了质量最大为太阳70倍的恒星黑洞。刘继峰的团队注意到了一颗恒星中异常的光谱线,然后通过进一步的分析提出这颗恒星正在围绕一个“看不见的天体”做近似圆周运动。
发表在《自然》杂志上的这项研究引起了里维纽斯的注意:“我想,等等,我的抽屉里有一些未使用的数据,和LB-1(刘继峰团队发现的黑洞和恒星)非常相似。”因此,里维纽斯团队开始重新分析这些由来已久的数据。(注:就在上周,《自然》杂志的两篇文章开始了一场关于LB-1系统中恒星黑洞的空对话。比利时鲁汶大学的科学家认为,刘继峰小组对氢光谱线的解释是不正确的,因此氢排放线的来源不是黑洞;在另一项研究中,刘继峰的团队回应说,氢排放线的问题比之前预期的更复杂。结合最新数据,LB-1中黑洞的质量可能在太阳质量的23-65倍之间。)