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从来第一个“三重黑洞”系统的意外发现挑战我们知道关于奇点如何形成的

(2024-10-27 10:12:46)

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从来第一个“三重黑洞”系统的意外发现挑战我们知道关于奇点如何形成的

By Harry Baker

published 8 hours ago

研究人员发现了一个第二颗遥远的恒星以一个前所未见过的三元引力形式环绕着一个著名的黑洞和它的恒星伴星。该系统的独特结构提示这个黑洞没有被科学家最初预期的那样创造。

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研究人员发现了一颗新恒星环绕天鹅座黑洞V404和它附近的恒星伴星。这种结构提示这个黑洞不是被一颗超新星诞生。 (Image credit: Jorge Lugo/MIT)

天文学家已经意外的发现了第一个已知的“三重黑洞”系统，包含一个由两颗恒星环绕的黑暗空无。这个三重的独特结构暗示这个黑洞不是经由一颗超新星诞生，这吹走我们知道的关于这些宇宙实体如何形成的思想。

到目前为止，大多数发现的黑洞除在大多数星系中心的超大质量黑洞都存在在一个双系统中，在该系统中它们被另一个大天体如恒星、中子星或更小的黑洞环绕。这是因为当不可见的空时空无当它们正引力上拖在其它天体上时是更容易来发现的。

但在周三（10月23日）发表在《自然》杂志上的一项新研究中，研究人员发现了这些已知的双系统的一个，其包含吃食在一个附近恒星上的天鹅座黑洞V404，实际上有一个第二颗恒星在更远的距离环绕这一对。

引力计算表明如果黑洞被一颗爆炸的恒星或超新星诞生就像大多数其他黑洞据信来形成那样，这颗新发现的恒星就不可能已经仍然在这个微妙的系统中。如果它在，这颗遥远的恒星会已经被由此产生的冲击波吹出这个系统。相反该团队提出这个黑洞经由一颗从前被另外两颗恒星环绕的大质量的第三颗恒星的逐渐坍塌形成。

这项研究的主要作者、麻省理工学院的天体物理学家凯文·伯奇在一份声明中说，这种可能性“对黑洞演化是超级令人兴奋的”。伯奇补充道，“我们认为大多数黑洞都从恒星的剧烈爆炸形成，但这一发现帮助质疑这个问题”。

众所周知天鹅座黑洞V404被附近的一颗恒星每6.5天环绕一次。它很可能正在剥离这颗恒星伴星的物质。 (Image credit: NASA's Scientific Visualization Studio)

新意识到的三元天鹅座黑洞V404质量大约是太阳的九倍并位于银河系中距离地球约8000光年远。它是当它1992年被发现时首批黑洞之一并且此后已经被广泛研究。科学家们早就知道关于它附近的恒星，这颗恒星每6.5天环绕黑洞一圈，正慢慢的被它的大质量伴星吞噬

因此，当研究作者重新检查天鹅座V404的图像时他们被震惊，为一个银河系黑洞的更广泛勘察的部分，并发现第二颗恒星在一个距离黑洞约3500个天文单位的地方环绕黑洞，比冥王星环绕太阳的距离更远约90倍。在这个距离上，这颗新发现的恒星可能要用7万多年才能环绕天鹅座V404。

然后，研究小组比较了过去十年这两颗恒星的运动，发现了它们“完全串联的移动了”，证明它们引力上被束缚到彼此以及到天鹅座V404。研究人员说恒星以这种方式移动没有被联系的几率约为千分之一。

伯奇说，“这几乎可以肯定不是一个巧合或意外，我们正在看到两颗恒星跟随彼此，因为它们被这股微弱的引力线附着着。因此这一定是一个三重系统” 。

科学家们知道关于天鹅座V404已经超过三十年了。这张2015年的X射线图像显示在最近一次爆发后这个宇宙实体发出的光的回声。(Image credit: Andrew Beardmore/University of Leicester/NASA/Swift)

这不是研究人员第一次认为了他们已经发现了一个三重黑洞。2020年，研究人员发现了他们相信是由距离地球约1000光年远的两颗恒星环绕的黑洞，这将已经使它成为离我们最近的黑洞。然而随后的观测揭示了这个系统实际上是一个包含一个“吸血鬼星”的双星系统，也就是说一颗慢慢从一个更小的伴星那里窃取气体的恒星。