最近,蒙納士大學(xué)的天文學(xué)家對人類最早探測到的黑洞做了最新觀測,結(jié)果讓他們開始懷疑自己對這種宇宙中最神秘的天體是否真的了解。
這項研究發(fā)表在2021年2月19日的《科學(xué)》(Science)雜志上。研究對象是人類發(fā)現(xiàn)的第一個黑洞,它位于被稱為天鵝座X-1的雙星系統(tǒng)中,它也是在不使用引力波檢測器的情況下發(fā)現(xiàn)的最大質(zhì)量的恒星級別的黑洞。
天鵝座X-1的黑洞也是離地球最近的黑洞之一。1964年,它被一個從新墨西哥州發(fā)射的亞軌道火箭上攜帶的一對蓋革計數(shù)器發(fā)現(xiàn)。
它是物理學(xué)家斯蒂芬·霍金和基普·索恩之間那場著名的科學(xué)賭博的主角,霍金在1974年打賭說這不是一個黑洞,并立下字據(jù)。直到上世紀90年代,越來越多的觀測證據(jù)表明這個系統(tǒng)中心應(yīng)該是黑洞,霍金才簽字表示認賭服輸。
盡管霍金已經(jīng)認輸,然而對于這個雙星系統(tǒng)的性質(zhì)一直缺乏精確的測量。而在這項最新的研究中,一個國際天文學(xué)家團隊使用了超長基線陣列——一種由分散在美國各地的10個天線組成的洲際無線電望遠鏡,并運用了一種巧妙的測量空間距離的技術(shù)。
研究報告的兩位合著者分別是:來自蒙納士大學(xué)物理和天文學(xué)學(xué)院的伊利亞·曼德爾(Ilya Mandel)教授和引力波發(fā)現(xiàn)(OzGrav)ARC卓越中心。研究稱,這個黑洞是如此巨大,實際上是在挑戰(zhàn)天文學(xué)家對它們是如何形成的認知。
“因為從恒星表面吹過的恒星風(fēng),會使恒星丟失一部分質(zhì)量,流散到其周圍的環(huán)境中。然而,要制造出如此巨大的黑洞,我們需要調(diào)低一顆明亮恒星在其一生中損失的質(zhì)量比率,這表明我們現(xiàn)有的演化模型可能高估了恒星風(fēng)的質(zhì)量損失率!甭聽柦淌谡f。
他說:“天鵝座X-1星系的黑洞一開始以恒星的形式存在,其質(zhì)量大約是太陽的60倍,并在數(shù)萬年前就塌縮了。令人難以置信的是,它每隔五天半就繞著它的伴星——一顆超巨星轉(zhuǎn)一圈,兩者的距離只有地球和太陽之間距離的五分之一。這些最新觀測結(jié)果告訴我們,黑洞的質(zhì)量是我們太陽的20多倍——比先前估計的增加了50%!
來自國際射電天文學(xué)研究中心(ICRAR)的首席研究員詹姆斯·米勒-瓊斯(James Miller-Jones)說,在六天的時間里,研究人員觀察了黑洞的完整軌道,并在2011年使用同一望遠鏡陣列對同一星系進行了觀測。
米勒-瓊斯教授說:“這種方法,以及我們的最新測量結(jié)果表明,這個星系比我們以前以為的要遠得多,其中的黑洞體積也要大得多!