早在18世纪,人类就意识到黑洞的存在。从那以后,人类对“神秘”黑洞的探索从未停止过。著名物理学家斯蒂芬·霍金在他的最后一本书《大问题的简短回答》中写道,“事实有时比小说更精彩,黑洞能真正体现这一点,它比科幻小说作家想象的任何东西都精彩。”
去年11月,由中国天文学家领导的一项重大发现震惊了世界。中国科学院国家天文台的和张的研究小组发现了迄今为止质量最大(约为太阳质量的70倍)的恒星黑洞。“最大恒星级黑洞”的发现可能改写恒星演化形成黑洞的理论,甚至有助于揭示某种以前被忽视的黑洞形成机制。相关论文发表在《自然》杂志上。
LIGO的主任大卫·雷兹将这一发现比作“促进黑洞天体物理学研究复兴”的重大事件
黑洞分为恒星黑洞(质量小于太阳的100倍)、中等质量黑洞(质量是太阳的100,000倍)和超大质量黑洞(质量是太阳的100,000倍以上)。目前,恒星演化模型只允许在太阳金属丰度下形成质量高达太阳25倍的黑洞。因此,在自相关结果公布后,恒星级黑洞的质量是太阳的70倍,这一点受到了许多人的质疑。到目前为止,许多学者已经撰文驳斥“最大的恒星级黑洞”的说法。有些人质疑黑洞的质量,有些人甚至认为它根本不是黑洞。
照片|黑洞(来源:维基百科)
上周,《自然》杂志又发表了两篇关于“最大的恒星级黑洞”的文章。中国科学院国家天文台的刘继峰和比利时鲁汶大学物理学和天文学副教授胡格萨纳等学者在空的时间间隔内举行了一场在线辩论。
这个“最大恒星黑洞”是如何发现的?11月,刘继峰和其他学者依靠郭守敬望远镜在LB-1系统中发现了这个“看不见的家伙”。
利用一种叫做“径向速度法”的方法,研究小组观察到一颗光谱为B型的“奇怪”恒星。该恒星的特征吸收线随时间振荡,同时有一条氢发射线几乎是静止的,与B型恒星的相位不同。据此,研究小组推测b型星正围绕着一个“看不见的家伙”快速旋转,其质量非常大。根据当时的推测,这是一个质量约为太阳70倍的恒星黑洞。
然而,为了使“最大恒星黑洞”的结论成立,有必要同时成立两个前提:
1.《看不见的人》的氢发射线几乎是静止的,而不是静止的;
2.B型恒星的质量是太阳的8倍。
这也是“每空对话”的焦点。
比利时鲁汶大学的团队提出了两个问题。他们认为氢发射线的轻微振荡是由b型星的吸收部分引起的,并且可能有一个由质量是太阳4倍的两颗星组成的“双星系统”,因为如果旋转速度足够快,另一颗星可能不会被探测到。
对此,刘继峰和其他学者回答说,他们通过分析最新的光谱观测数据,重新估计了B型恒星的质量是太阳质量的5到8倍,从而进一步推断出这个“看不见的家伙”的质量是太阳质量的23到65倍。尽管在最新的结论中,“看不见的家伙”的质量偏离了之前“太阳质量为70”的说法,但它仍然是最大的恒星黑洞。
此外,为了响应氢发射线的轻微振荡,刘继峰和其他学者承认这个问题比以前更复杂,因为氢发射线会受到许多其他因素的影响。然而,刘继峰和其他学者认为,仅靠“B型星的吸收能移动氢发射线”是不可能得出氢发射线是静止的结论的。此外,氢发射线的形状和氢发射线的宽度似乎都不是来自“双星系统”。
更令人信服的是,像刘继峰这样的学者发现了新的证据。初步数据表明,“帕申系列”谱线的峰值点能更好地显示相对于B型星的反相轨道运动,这表明它来自一个“看不见的家伙”,而不是双星系统。b型星与“隐形人”的质量比为4.6-8.1,与氢发射线测量结果基本一致。
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