中国科学家发现寻踪已久的小黑洞, 效果发表于《当然・天文》

中国科学家发现寻踪已久的小黑洞, 效果发表于《当然・天文》

IT之家9月11日讯息,据中国科学院国度天文台官方讯息,中国科学院国度天文台和上海交通大学说合盘问团队基于国度紧要科技基础标准郭守敬千里镜(LAMOST)以及欧空局的Gaia卫星数据,通过视向速率方法和天体测量方法,在双星系统中收效发现了一颗位于黑洞质地纰谬的小质地黑洞。联系效果于北京时辰9月10日在线发表于《当然・天文》。

据官方先容,恒星级黑洞是大质地恒星演化的闭幕。在全国中,质地小的恒星远远多于质地大的恒星;表面上,小质地恒星级黑洞的数量也应远多于大质地恒星级黑洞的数量。

可是不雅测边界并非如斯。近60年来,传统X射线方法如故证认并测量了20余颗恒星级黑洞的质地,其质地散布败露为困难3倍-5倍太阳质地的小黑洞,这一区间被称为质地纰谬。

▲ 左图:直方图为不雅测的中子星(NS)与黑洞(BH)的质地散布。不同时势的线代表了不同恒星演化(超新星爆炸)表面预期的中子星和黑洞质地散布。右图:LIGO 发现的 GW190425 和 GW230529。

东谈主们试图通过修改超新星爆炸表面来解释该质地纰谬,也有盘问觉得超新星爆炸会更容易瓦解包含小质地黑洞的双星系统,从而导致了这一不雅测效应。尽管最近激光干与引力波天文台(LIGO)的不雅测揭示了在质地纰谬内存在致密天体,但小质地黑洞是否不错存在于双星系统中仍然是一个备受争议的问题。

在这次盘问中,盘问东谈主员基于LAMOST的光谱数据和Gaia的天体测量数据,在双星系统G3425中发现了一例小质地恒星级黑洞。

在该双星系统中,可见星为一颗质地约为2.7倍太阳质地的红巨星,而不宗旨星的质地约为3.6倍太阳质地(3.1到4.4倍太阳质地之间)。

光谱理会败露,除了红巨星的光谱外,G3425中不包含来自其他因素的光谱,有劲解释了该不宗旨天体为一颗黑洞,也解释了包含小质地黑洞的双星系统是不错存在的。

▲ G3425 双星思象图,包含一颗可见的红巨星和一颗不宗旨的小质地恒星级黑洞。

G3425的发现标明,视向速率和天体测量方法两种方法的引诱不错灵验发现荫藏于双星中的宁静致密天体并精准测量致密天体的质地。而此前所觉得的“恒星级黑洞存在质地纰谬”可能是由于单一不雅测方法形成的遴荐效应。

科研东谈主员还发现,G3425系统的轨谈相当宽(周期约为880天),且接近正圆(椭率约为0)。如斯宽圆轨谈的双星形成机制对现时的双星演化和超新星爆炸表面冷漠了挑战。

▲ (a)视向速率数据拟合。(b)天体测量数据拟合。(c)G3425 与其他恒星级黑洞在质地 — 轨谈周期散布的相比。

除了双星演化阶梯,盘问东谈主员臆度,G3425最先也可能是一个三星系统,不雅测到的巨星位于最外层,内双星则包含两颗大质地恒星,现今的黑洞是内双星过程永久演化后并合的边界。

以致,G3425的不宗旨天体可能仍然包含两颗小质地致密天体。在这种情况下,该不宗旨天体将是双中子星或中子星与白矮星并合的候选体,往日不错通过引力波不雅测来探伤其并合事件。