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天文学家发现银河系已知第二大黑洞

导读 天文学家发现了一个质量约为太阳质量 33 倍的黑洞,这是除银河系中心的超大质量黑洞之外已知的银河系中最大的黑洞。研究人员周二表示,新...

天文学家发现了一个质量约为太阳质量 33 倍的黑洞,这是除银河系中心的超大质量黑洞之外已知的银河系中最大的黑洞。

研究人员周二表示,新发现的黑洞位于天鹰座,距离地球约 2,000 光年(从宇宙角度来看相对较近),有一颗伴星围绕其运行。光年是光在一年内传播的距离,为 5.9 万亿英里(9.5 万亿公里)。

黑洞是密度极高的物体,引力强大到连光都无法逃脱,因此很难被发现。这个黑洞是通过欧洲航天局盖亚任务的观测发现的,该任务正在发起一次大规模的恒星普查,因为它导致其伴星发生摆动。欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜和其他地面天文台的数据被用来验证黑洞的质量。

“这个黑洞不仅质量巨大,而且在很多方面都非常奇特。这真的是我们从未预料到的景象,”在巴黎天文台工作的法国国家科研机构 CNRS 的研究工程师帕斯夸莱·帕努佐 (Pasquale Panuzzo) 说道,他是发表在《天文学与天体物理学》杂志上的这项研究的主要作者。

例如,名为盖亚 BH3 的黑洞及其伴星在星系内的运行方向与银河系中恒星的通常运行方向相反。

研究人员表示,Gaia BH3 可能是在一颗质量为太阳 40 多倍的恒星死亡后形成的。

单颗恒星坍缩形成的黑洞被称为恒星黑洞。据以色列特拉维夫大学的天文学家兼研究合著者 Tsevi Mazeh 称,Gaia BH3 是已知最大的恒星黑洞。

与大多数星系中心的超大质量黑洞相比,恒星黑洞的体积显得微不足道。人马座 A*(或称 Sgr A*)就是其中的一个黑洞,它位于银河系中心。它的质量是太阳的 400 万倍,距离地球约 26,000 光年。

Gaia BH3 的前身恒星几乎完全由氢和氦组成。早期宇宙中的恒星具有这样的化学成分,称为低金属性。这颗恒星形成于宇宙历史的早期 - 大约在大爆炸事件发生后 20 亿年。

当这颗恒星在其生命周期的末期爆炸时 - 称为超新星 - 它将一些物质喷射到太空,而残余物剧烈坍缩形成黑洞。

艺术家的印象图将我们银河系中的三个恒星黑洞并排比较:盖亚 BH1、天鹅座 X-1 和盖亚 BH3,它们的质量分别是太阳的 10 倍、21 倍和 33 倍。图片来源:路透社

艺术家的印象图将我们银河系中的三个恒星黑洞并排比较:盖亚 BH1、天鹅座 X-1 和盖亚 BH3,它们的质量分别是太阳的 10 倍、21 倍和 33 倍。图片来源:路透社

帕努佐表示,盖亚 BH3 的发现支持了恒星演化模型,该模型表明,只有像这颗恒星的前身恒星这样的低金属丰度恒星才能产生大质量恒星黑洞。

Gaia BH3 的伴星与另一颗恒星一样老,质量约为太阳的 76%,温度略低,但亮度约为太阳的 10 倍。它以椭圆形轨道绕黑洞运行,距离约为地球与太阳之间距离的 4.5 倍(称为天文单位 (AU))至 29 AU。相比之下,木星绕太阳运行 5 AU,海王星绕太阳运行 30 AU。

“令我惊讶的是,这颗伴星的化学成分没有显示出任何特殊之处,因此它没有受到黑洞超新星爆炸的影响,”巴黎天文台天文学家、研究报告的共同作者伊丽莎白·卡福说。

科学家们并不确定恒星黑洞到底能有多大。

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