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第一个发现的黑洞有多大?最新发现比原估计大一半!

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作者 | 卡麦拉

出品 | 网易科技《知否》栏目组(公众号:tech_163) 

目前,科学家对迄今首个发现的黑洞的最新观测,使天文学家对宇宙中最神秘的天体产生疑问。近日发表在《科学》杂志的最新研究显示,“天鹅座X-1恒星系统中包含迄今为止未经引力波探测到的质量最大的恒星质量等级黑洞。

天鹅座X-1中的黑洞是最距离地球最近的黑洞之一,它于1964年被发现,它是物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)和基普·索恩(Kip Thorne)之间一场著名科学争论的焦点,1974年霍金打赌称该恒星系统中没有黑洞,但1990年霍金承认之前自己的观点是错误的。


在这项最新研究中,由天文学家组成的国际团队使用超长基线阵列——一个由分布在美国各地的10个天线组成的大型射电望远镜,以及一种精密技术来测量太空距离。

国际射电天文学研究中心和科廷大学首席研究员詹姆斯·米勒·琼斯(James Miller-Jones)称,如果我们可以从不同位置观察同一天体,就可以通过测量该天体相对于背景移动的距离来计算它与地球之间的距离,如果你将手指伸在眼睛前方,轮流用一只眼睛看,会发现手指好像从一点跳跃至另一点,这是完全相同的原理。

琼斯说:“在6天时间里,我们观测到黑洞的完整轨道,并使用2011年同一望远镜阵列对同一天体系统的观测结果,结果表明,该天体系统比之前预期的更遥远,其中的黑洞质量更大。”

研究报告合著作者之一、莫纳什大学伊利亚·曼德尔(Ilya Mandel)称,这个黑洞的质量如此之大,实际上已经挑战了天文学家对其形成原理的认知。恒星通过恒星风向周围环境流失质量,但要产生如此大质量的黑洞,我们需要减少明亮恒星的质量。

曼德尔表示,天鹅座X-1最初是一颗质量大约是太阳60倍的恒星,在数万年前坍塌,令人难以置信的是,它每隔5.5天环绕伴星运行一周,它的伴星是一颗超巨星,公转距离仅是地日距离的五分之一。

研究合著作者之一、中国科学院国家天文台博士生赵雪山(音译)称,这些最新观测表明,该黑洞的质量是太阳的20多倍,比之前估计的增大50%。通过对黑洞质量和地球之间的距离的最新测量,我们能够确认天鹅座X-1的旋转速度非常快——几乎接近光速,它比迄今为止发现的任何黑洞都要快。我的研究生涯刚刚开始,所以作为国际研究团队中的一员,帮助完善迄今发现的首个黑洞的属性,是一个很好的学习机会。

预计2022年,世界上最大的射电望远镜——平方公里阵列(SKA),将在澳大利亚和南非开始建造。

琼斯教授说:“研究黑洞就像揭开宇宙中的秘密,这是一项具有挑战性、但又令人兴奋的研究领域。随着下一代射电望远镜的上线,将提高天体勘测的灵敏度,以越来越多的细节揭示宇宙的秘密,利用全球科学家和研究团队数十年的努力,可以更好地了解宇宙以及奇异极端的天体。”(卡麦拉)

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