在探测到太空中不寻常的摆动后,天文学家发现了银河系中已知质量最大的恒星黑洞。
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这个所谓的“沉睡的巨人”被命名为盖亚BH3,它的质量几乎是太阳的33倍,它位于天蝎座1926光年远的地方,是距地球第二近的黑洞。距离地球最近的黑洞是盖亚BH1,它距离地球约1500光年,质量是太阳的近10倍。
天文学家在梳理欧洲航天局盖亚太空望远镜拍摄的观测数据时发现了这个黑洞,即将向科学界发布数据。研究人员并没有期待有什么发现,但盖亚BH3对附近伴星的引力影响引起了一种特殊的运动,引起了他们的注意。
许多“休眠”黑洞没有足够近的同伴来咀嚼,所以它们很难被发现,也不会产生任何光。但其他恒星黑洞会从伴星中吸取物质,这种物质交换会释放出明亮的x射线,可以通过望远镜观测到。
天鹰座中一颗古老巨星的摇摆运动揭示了它与一个休眠黑洞的轨道舞蹈,这是盖亚发现的第三个这样的休眠黑洞。
研究人员利用位于智利阿塔卡马沙漠的欧洲南方天文台的甚大望远镜和其他地面观测站确认了盖亚BH3的质量,他们的研究也为如此巨大的黑洞的形成提供了新的线索。这一发现发表在周二的《天文学与天体物理学》杂志上。
该研究的主要作者Pasquale Panuzzo在一份声明中说:“没有人期望在附近发现一个迄今未被发现的大质量黑洞。”Pasquale Panuzzo是巴黎天文台的天文学家,是法国国家科学研究中心的一部分,也是盖亚合作成员。“在你的研究生涯中,这种发现只有一次。”
我们银河系中最大黑洞的称号将永远属于人马座A*,它是位于银河系中心的超大质量黑洞,质量约为太阳的400万倍,但这是因为它是一个超大质量黑洞,而不是恒星黑洞。
人们对超大质量黑洞形成的过程知之甚少,但有一种理论认为,当巨大的宇宙云坍缩时,黑洞就会形成。恒星黑洞是大质量恒星死亡时形成的。盖亚BH3是银河系中质量最大的黑洞,它是由一颗大质量恒星死亡形成的。
在银河系中观测到的恒星黑洞平均质量约为太阳的10倍。在发现盖亚BH3之前,我们银河系中已知的最大的恒星黑洞是天鹅座X-1,它的质量是太阳的21倍。虽然按照天文学家的标准,盖亚BH3是银河系中一个特殊的发现,但它的质量与在非常遥远的星系中发现的物体相似。
科学家们认为,像盖亚BH3这样质量巨大的恒星黑洞是在缺乏金属的恒星坍缩时形成的。这些恒星,包括氢和氦作为它们最重的元素,被认为在它们的生命周期中失去的质量更少,所以它们在最后有更多的物质可以导致大质量黑洞。
但是天文学家在发现盖亚BH3之前,一直无法找到将大质量黑洞和缺金属恒星直接联系起来的证据。
该研究的作者说,成对的恒星在组成上往往相似。不出所料,研究人员发现围绕盖亚BH3运行的恒星金属含量很低,这意味着形成盖亚BH3的恒星可能是同一颗。
“令我震惊的是,这颗伴星的化学成分与我们在银河系中古老的金属贫乏恒星中发现的化学成分相似,”该研究的合著者、巴黎天文台盖亚合作成员elisisabetta Caffau在一份声明中说。
围绕盖亚BH3运行的恒星可能形成于138亿年前宇宙大爆炸创造宇宙后的头20亿年。这颗恒星的轨道与银河系盘上的许多恒星的运动方向相反,表明它是80多亿年前与银河系合并的一个小星系的一部分。
现在,研究小组希望这项研究可以让其他天文学家研究这个巨大的黑洞,并揭开它的更多秘密,而不必等到盖亚计划在2025年底发布的其余数据。
欧洲航天局科学主任卡罗尔·蒙代尔在一份声明中说:“看到盖亚对天文学和天体物理学产生的变革性影响,令人印象深刻。”“它的发现远远超出了该任务的最初目的,即为银河系中的10多亿颗恒星绘制一幅非常精确的多维地图。”