盖亚太空望远镜在1500光年之外发现已知最重的黑洞

bjylkjyxgs5个月前新闻资讯86
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研究人员利用欧洲盖亚号太空望远镜在一个双星系统中发现了一个黑洞,它位于1500光年之外,质量是太阳的33倍,是银河系中已知最重的黑洞。这个黑洞是利用航天器传回的数据发现的,它比银河系中已知的黑洞重三倍多。

一个由特拉维夫大学(Tel Aviv University)研究人员组成的国际研究小组在特拉维夫大学教授 Tsevi Mazeh 的参与下发现了一颗恒星,它围绕着一个比太阳质量重 33 倍的黑洞运行,距离地球 1500 光年。这个黑洞是利用欧洲盖亚太空望远镜的数据发现的,它比银河系中其他已知黑洞重三倍多。

盖亚号太空望远镜由欧洲航天局于2013年发射升空,此后一直在定期测量银河系中十多亿颗恒星的位置和亮度,其精确度前所未有,相当于精确到毫米级确定月球上一粒沙子的位置。

一个由欧洲数百名科学家组成的组织负责处理从航天器传来的数据,并将其提供给整个科学界。TAU 雷蒙德和贝弗利-萨克勒物理和天文学学院的 Tsevi Mazeh 教授(名誉教授)领导的研究小组参与了利用航天器数据发现的双星系统的研究。这项研究发表在著名的《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)杂志上。

这幅艺术家的印象图将银河系中的三个恒星黑洞并排进行了比较:它们的质量分别是太阳的10倍、21倍和33倍。盖亚BH3是迄今为止在银河系中发现的质量最大的恒星黑洞。黑洞的半径与其质量成正比,但请注意,黑洞本身并没有被直接成像。图片来源:ESO/M.Kornmesser

双星的大样本还包括包含黑洞的系统--黑洞是宇宙中最罕见的天体之一。黑洞的存在是宇宙中最神奇的现象之一,爱因斯坦的广义相对论早在 1939 年就预言了它的存在。

根据公认的理论,当恒星内核核燃烧过程的燃料耗尽时,恒星就会向中心坍缩。如果恒星的质量足够大,所有剩余物质都会坍缩成一个密度无限大的单点。因此,我们可以把黑洞看作是恒星的"尸体",它已经结束了自己的生命周期,坍缩到自身内部。

天体物理学家仍在努力了解导致物质坍缩到中心点的极端条件,因此每次发现黑洞都会让天文学家们兴奋不已。

发现黑洞非常困难,因为光无法克服黑洞附近强大的引力。当黑洞与一颗普通恒星组成双星系统时,可见恒星的运动可以用来测量其不可见伙伴的质量,从而证明它确实是一个黑洞。事实上,在短短几年时间里,盖亚已经发现了两个黑洞。

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Tsevi Mazeh 教授。图片来源:特拉维夫大学

Mazeh 教授和日内瓦大学的 Laurent Eyer 教授成立了一个小组,利用航天器的数据寻找黑洞,小组成员包括来自法国、德国、西班牙、比利时、波兰和瑞士的科学家。

在研究新数据时,研究小组发现了一个含有特殊黑洞的双星系统,这种黑洞以前从未发现过,其质量为33个太阳质量,距离我们大约1500光年。这个新的黑洞比银河系中任何其他已知的黑洞都要重三倍以上。这个被命名为盖亚 BH3 的双星系统包含一颗普通恒星,它似乎形成于一百多亿年前,当时我们的银河系还非常年轻。这颗恒星以 11 年为一个周期绕着黑洞运行。

在Mazeh教授的建议下,团队决定立即公布这一轰动性的消息,而不是等到有序地公布所有发现的系统。航天器团队包括 TAU 的研究人员--波特环境与地球科学学院院长 Shay Zucker 教授、Simchon Faigler 博士、Sahar Shahaf 博士(现就职于魏兹曼研究所)、Dolev Bashi 博士(现就职于剑桥大学)、Avraham Binnenfeld(研究生)和 Oded Orenstein(本科二年级学生)--都被列为今天发表的科学文章的撰稿人,该文章报道了这一发现。

Tsevi Mazeh 教授:"这是银河系中目前已知的双星系统中最重的黑洞,这一发现令人兴奋。从首次提出黑洞存在的假设到发现第一个黑洞,大约过去了三十年,而在我们能够发现盖亚BH3--当今已知周期最长的双星系统--之前,已经过去了五十多年。人类是如何在浩瀚无垠的宇宙中航行并发现如此神秘的天体的,真是令人惊叹。我深信,这一发现将为我们开启一种新的思维模式,让我们了解在银河系中巡游的黑洞的存在和普遍性"。

编译来源:ScitechDaily

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