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黑洞是如何誕生的?儘管天體物理學家擁有理論,但我們卻未能真正地知道確切答案。它可能是大量的恆星正在悄無聲息的內爆, 也可能來自於巨大的超新星的爆炸。觀測顯示真正的答案可能就是後者。

事實上,研究表明這些大爆炸威力巨大到可以驅使黑洞以超過70公里每秒(43英里每秒)的速度散佈在整個銀河系。

“這項研究總的來說就是講述了首次觀測到的證據,從中你可以真正看到黑洞正在銀河系高速移動並且可以把它跟黑洞系統在誕生時所接收到的驅動聯絡起來。”來自科廷大學和射電天文學研究國際中心的天文學家皮克阿翠告訴科學預警。

這也意味著可能有上百萬的恆星品質黑洞在銀河系中高速穿梭著。這篇論文目前已被收錄在皇家天文協會月報,現可預覽。

這項研究基於雙重星系中的16個黑洞。除非黑洞在俘獲活躍期否則我們無法真正發現它們,因為任何可探測的電磁輻射都逃不出它們瘋狂的萬有引力。但是當它們是一對雙星並且一方正在積極俘獲另一方時,圍繞黑洞旋轉的物質就會發散出強烈的X射線和輻射波。

一旦我們看到這些黑洞訊號,我們就能觀察到黑洞的行為。國際研究團隊曾使用這些行為嘗試重新構建黑洞的歷史。

“我們追蹤了這些星系過去是如何在我們銀河系移動的,因此就可以先算出它們今天的速度,再向前推算,然後就能設法得到那個星系誕生時的速度,就這樣得到了16個星系的每一個的誕生速度,” 阿翠解釋道。

“根據這些速度,你能真正發現它們是否誕生於一次超新星的爆發,還是在沒有超新星爆發的情況下僅僅源於一些恆星直接的自身塌陷。”

我們知道中子星們可以猛烈地被自身的超新星爆炸高速驅散在太空 – 這被稱為布勞啟動或出生啟動,緣於超新星爆炸不平衡時而導致的反衝力。

之前尚不清楚黑洞能否產生於此種方式。現在根據假設它們有這個可能,並且事實上有七個雙星系統的黑洞X射線在此之前就已經和出生啟動關聯上了。

此次研究則更加詳細地分析了這七個以及其它九個系統,並結合測得的自轉,系統徑向速度,以及與這些系統之間的距離得出迄今為止最為詳盡的分析。

從以下圖片可以看到其中一個由團隊計算出的黑洞的運動。

研究人員發現16個黑洞雙星系統中的12個系統的X射線確實呈現出極高的速度和執行軌道,這些都是出生啟動的特徵。這佔了樣本的75%。如果把這個比例運用到銀河系約一千萬個黑洞,那可能意味著大約有七百五十萬個高速黑洞正在那裡橫衝直撞。而一千萬只是個保守估計。

與之前的理論一致,這些黑洞由於自身品質較大,其執行速度要比被啟動的中子星慢大概三到四個因子。有趣的是,黑洞的品質和速度之間似乎沒呈現出什麼關聯,這就意味著我們還不知道一個超新星產生的可能性和其前身星品質之間是否有關聯。

當然這是一個相對較小的黑洞樣本,但是按阿翠的話說, 這是向建立一個更大的樣本邁出的一步,而這個大樣本可以幫助我們理解恆星的演變和死亡,如何製造出黑洞。

“最終所有這些都將為我們期待銀河中有多少黑洞,有多少黑洞將真正合併發散那些被鐳射干涉引力波天文臺發現的引力波探測提供資訊,”她說到。

為繼續發展這個研究,團隊將保持太空觀察。這些雙星系統並不總是明亮的—它們有來有去,臨時而短暫。所以研究人員們希望發現更多的雙星系統來持續建立一個銀河系黑洞的統計,不管是不是高速。

還有,以防你們擔心此刻正有一個黑洞向太陽系巡航而來,你真不必恐慌。

“距離我們最近的一個黑洞,我們認為在兩千秒差距以外(6523光年)阿翠說。

“它非常非常遙遠。所以近期內任何時候我們都沒機會被任何黑洞吸進去”。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. sciencealert- MICHELLE STARR-別理我

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  • 時間真的存在嗎?--從物理學家的視角看