好訊息!科學家們剛剛發現了一個“隱藏式”的黑洞,這顆黑洞的發現可能將帶領我們走向發現類似“隱藏式”黑洞的捷徑!
“隱藏式”黑洞多年來,科學家們一直認為我們的星系中有數百萬個黑洞。然而,研究人員通常只能發現黑洞與恆星成雙配對,其中黑洞軌道和虹吸來自恆星。這是因為,當黑洞從它們的伴星上吸積物質時,它們會發出明亮的、易於發現的x射線。但是這些配對中的許多黑洞並沒有恆星能夠足夠近地圍繞它們公轉,所以它們沒有被探測到。
而“隱藏式”黑洞屬於這種特殊的黑洞,它們的普遍的特徵是品質較小,不會發出明亮的X射線或者發出的X射線較暗,因此這些黑洞難以被科學家發現。在這項新的研究中,科學家們在一個與恆星沒有相互作用的雙星中發現了一個黑洞,這一發現可能支援未來更多的黑洞發現,這個隱藏的黑洞將會是解開更多“隱藏式”黑洞的線索,甚至會讓我們看到迄今為止隱藏在宇宙中的數百萬個新黑洞。
在這項新的研究中,科學家破天荒地發現並證明了如何在夜空中發現較暗的黑洞。在這項研究中,科學家們研究了雙星系統由巨星2品質J05215658 + 4359220和一個伴侶,,通過一個獨特的方法,他們發現這可能是一個低品質的黑洞。研究員湯普遜說,為了發現這個昏暗、低品質的黑洞,我們的研究小組“必須開發一種新的搜尋方式”。為了找到隱藏的黑洞,研究小組首先仔細研究了遠地點(APOGEE)的資料,這是一項利用光譜資料在天空中搜尋恆星的調查計劃。在觀察了10萬多顆恆星後,研究小組確定了哪些恆星具有明顯的多普勒效應,即紅移和藍移。遠離地球的物體發出的光線波長會變長,物體就會呈現紅色,這時候就會發生紅移;藍移則相反,當物體靠近地球時,發出的光的波長會變短,物體就會呈現藍色,這時候藍移就發生了。
發現過程該研究小組將多普勒效應的恆星資料與“超新星全天空自動觀測”(ASAS-SN)專案的資料結合起來。有了這些資料,科學家們可以看到恆星隨時間變化的亮度。湯普森說,研究人員將這些恆星縮減到“顯示出最極端的多普勒頻移”的範圍。然後他們觀察恆星的光曲線資料,並發現這些恆星的亮度是如何隨時間變化的證據。
最後結果果然沒有讓人失望,“通過這兩個因素的結合,我們找到了這顆特殊的恆星,這是一顆外星系中的巨星,”湯普森說。恆星的亮度不斷變化,忽明忽暗,後來證實,亮度變化與圍繞恆星執行的物體的軌道週期一致。當他們進一步研究該系統時,研究人員確定該物體的品質必須在3.3倍太陽品質左右,而這個品質與低品質黑洞是一致的。湯普森說,由於黑洞不會發出明亮的x射線,因此它之前沒有被天文學家探測到。
這個黑洞大約是太陽品質的3.3倍。這使得它的品質遠遠小於明亮的x射線發射系統中的黑洞,後者的品質通常是太陽品質的5到6倍。它的品質也比那些以引力波在宇宙中融合的黑洞要小,引力波的品質通常是20到30個太陽品質。幾乎沒有系統包含一個大約3或3.3倍太陽品質的黑洞,因此這是一個品質非常低的黑洞系統。更重要的是,如果這個物體的品質再低一點,那麼它可能是一顆中子星,一顆巨大的死星的坍縮核心,但同時它就變成了最大品質的中子星。簡單來說中子星超過了一個臨界點就屬於黑洞。當然,目前這個界限的具體數值誰也無法確定。
如果3.3倍太陽品質的理論成立,它將是我們認識這些特殊黑洞的“敲門磚”。換句話說,如果黑洞的實際品質是這些研究人員所認為的3.3倍太陽品質,這將為宇宙中可能存在大量不發射x射線的黑洞的假設提供證據。你說興不興奮?