UCL|在我们的银河系中发现的大型休眠黑洞

2024-04-30 23:08:52 169

欧洲航天局(European Space Agency)的盖亚(Gaia)任务涉及伦敦大学学院(UCL)的研究人员,他们发现了迄今为止银河系中质量最大的黑洞,该黑洞是由一颗爆炸的恒星形成的。

 

显示盖亚BH3以及盖亚BH1和BH2位置的银河系图像

 

这个黑洞被称为盖亚BH3,质量是太阳的33倍,距离地球相对较近,距离地球2000光年。(银河系的直径为100,000光年)

 

银河系中唯一已知质量更大的黑洞是其中心的超大质量黑洞,它不可能是从一颗爆炸恒星的坍缩中诞生的,它的形成与银河系本身的形成有关。

 

盖亚BH3没有被直接看到,而是从一颗孤星的运动中推断出来的,这颗孤星现在被认为是黑洞的伴星,即被引力束缚在黑洞上并围绕一个共同点运行。

 

大多数已知的黑洞都是活跃的——也就是说,它们吞噬了附近恒星伴星的物质。盖亚BH3是一个休眠的黑洞,因为它没有足够近的伴星来窃取物质,也不会产生任何光。因此,它更难被发现。

 

目前,我们的银河系中大约有50个已确认或疑似的黑洞,但理论预测,由于在银河系的一生中可能已经死亡的恒星数量,因此隐藏着数千或数百万的黑洞。

 

乔治·西布罗克博士(伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室)是盖亚黑洞工作组的成员,该团队是做出这一发现的团队,他说:“寻找盖亚BH3就像电影《黑客帝国》中尼奥开始'看到'矩阵的那一刻。在我们的例子中,“矩阵”是我们银河系中休眠的恒星黑洞种群,它们在盖亚探测到它们之前就被隐藏起来了。

 

“盖亚BH3是这个种群的重要线索,因为它是我们银河系中发现的质量最大的恒星黑洞。盖亚的下一次数据发布预计将包含更多内容,这应该有助于我们“看到”更多的“矩阵”,并了解休眠的恒星黑洞是如何形成的。

 

法国巴黎天文台CNRS的主要作者Pasquale Panuzzo博士说:“这是一只真正的独角兽。这是你在研究生涯中一次的发现。到目前为止,由于对引力波的观测,LIGO-Virgo-KAGRA合作只在遥远的星系中探测到过这么大的黑洞。

 

以色列特拉维夫大学的Tsevi Mazeh教授是盖亚合作的成员,他说:“盖亚BH3是第一个我们可以如此精确地测量质量的黑洞,”评论说,“该物体的质量是太阳的30倍,是我们对引力波实验观测到的非常遥远的黑洞质量的典型估计。盖亚的测量提供了第一个无可争辩的证据,证明如此重的黑洞确实存在。

 

这一发现也为黑洞如何形成这个巨大现象的谜题提供了线索。我们目前对大质量恒星如何演化和死亡的理解并不能立即解释这些类型的黑洞是如何形成的。

 

围绕盖亚BH3运行的恒星几乎没有比氢和氦重的元素,这表明成为盖亚BH3的大质量恒星也可能非常缺乏重元素。

 

围绕盖亚BH3运行的恒星大约是太阳-地球距离的16倍,这是相当罕见的:一颗古老的巨星,形成于大爆炸后的前20亿年,当时我们的银河系开始组装。它属于银河系恒星晕家族,与银河系盘的恒星方向相反。它的轨迹表明,这颗恒星可能是80多亿年前被我们自己的星系吞没的小星系或球状星团的一部分。

 

在其轨道的最宽点,这颗恒星与盖亚BH3的距离与海王星与太阳的距离一样远。在最近的地方,它大约是木星与太阳的距离。

 

20多年来,伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室通过开发盖亚光谱仪概念,测试和校准用于捕获盖亚所有数据的106个电子探测器中的每一个,以及在光谱数据处理中发挥重要作用,为盖亚做出了重大贡献。

 

原文链接:https://www.ucl.ac.uk/news/2024/apr/large-dormant-black-hole-spotted-our-galaxy

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