在邻近星系中发现的“大海捞针”黑洞

By Robert Lea 

2022/7/20

Science & Astronomy

大麦哲伦星云中休眠的恒星质量黑洞是银河系外第一个被肯定的黑洞。

科学家们已经发现了一个应该极端普遍但很难发现的黑洞的例子。

发现天文学家叫休眠黑洞的挑战来自这些天体不是主动的进食来自一个伴星被剥离的气体、尘埃或恒星物质的事实。没有吃食，这些黑洞不会爆发出X射线，科学家用X射线来发现典型的黑洞。按照研究人员，这项新发现可能对理解恒星在它们生命结束时怎样坍塌有结果。

新研究的主要作者荷兰阿姆斯特丹大学的天体物理学家托莫尔谢娜在一份声明中说，“我们在大海捞针中识别了一根针”。

双系统中一颗炽热的蓝星和一个黑洞的插图. (Image credit: ESO/L. Calçada)

谢纳和他的同事们发现了一个包含大约是太阳质量九倍的恒星质量的黑洞并位于狼蛛星云中，狼蛛星云是一个邻近我们大麦哲伦星云的星系的恒星形成区域。黑洞环绕一颗巨大的蓝色恒星，质量相当于25个太阳，这两个组成一个已经被命名为VFTS 243的双系统。

尽管预计几乎每个星系中都会存在数十亿个休眠黑洞，但这是第一次明确地探测到银河系外一个休眠的恒星质量黑洞。

还有另一个原因这个也可能是黑洞的。聚变的结束也结束支撑恒星反抗彻底引力坍塌的向外压力。随之而来的所谓核坍塌通常被一场巨大的称为超新星、吹走了恒星的外层的宇宙爆炸伴随。

然而，VFTS 243中黑洞的情况似乎是不同的，没有可见的一颗超新星痕迹伴随着恒星的坍塌。

谢娜说，“在VFTS 243中形成黑洞的恒星似乎已经完全坍塌，没有一个以前爆炸的迹象，这种'直接坍塌'场景的证据最近已经浮现，但我们的研究可以说提供最直接的指示之一。这对宇宙中黑洞合并的起源有巨大的影响”。

形成恒星的狼蛛星云的合成图像，新发现的黑洞的位置。.  (Image credit: ESO, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Wong et al., ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey. Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit)

 “黑洞警察”

这个特殊的被科学家团队发现的一个黑洞可能作为某些天文学界感到惊讶的东西而来。

该团队通常工作在反驳潜在黑洞的存在而不是确认它们上。这种趋势已经为组员赢得了“黑洞警察”的俏皮绰号，哈佛大学天体物理学中心的联合研究员卡琳艾尔巴德利和史密森尼被谢纳尔标榜为“黑洞毁灭者”。

艾尔巴德利说，“当谢娜要求我仔细检查他的发现时我有我的怀疑，但我找不到一个合理的解释来解释不涉及一个黑洞的数据”。

     发现VFTS 243需要该团队仔细检查值六年收集的非常大望远镜（VLT）的数据，该望远镜位于智利北部的阿塔卡马沙漠地区。在这些数据中，科学家们在大麦哲伦星云的狼蛛星云区域探测了1000颗大质量恒星来发现是否这些恒星中有任何一颗可能有一个休眠的黑洞伴星。

对于每颗恒星，该团队分析了它的光谱，该光谱测量一颗恒星在给定波长下发射多少光。在VFTS 243数据中，研究人员发现了恒星轨道上的怪癖，这可能是被一个紧凑但大质量的伴星造成。

尽管如此，“黑洞警察”正在为其他科学家来接管他们通常的角色留下空间。

艾尔巴德利说，“当然，我希望该领域的其他人仔细研究我们的分析，并试图酝酿出替代模型”。

该团队的发现在周一（7月18日）发表在《自然天文学》杂志上的一篇论文中进行了讨论。