天文學家發現600萬光年外最遠距離黑洞

發表：2010-02-02 15:47

據美國《每日科學》網站報導，歐洲天文學家近日利用歐洲南方天文臺甚大望遠鏡在NGC 300螺旋星系中發現了一個恆星質量大小的黑洞。這個新發現的黑洞與地球的距離大約為600萬光年，比此前已知的任何黑洞都要遠得多。它的質量超過太陽質量的15倍，因此它也是迄今發現的所有恆星質量大小的黑洞中質量高居第二位的黑洞。目前，這個黑洞正與一顆即將成為黑洞的沃爾夫-拉葉星纏繞在一起運行。
　　
據天文學家介紹，在銀河系中所發現的恆星質量大小的黑洞質量至多為太陽的10倍左右，這一質量已經不能看作是輕量級了。但是，在銀河系之外，這種質量則只能算是小兒科。天文學家近日發現的這個銀河系外恆星質量大小的黑洞至少比太陽重15倍。它也是迄今所發現的僅有的三個類似天體之一。
　　
這個新發現的黑洞位於NGC 300螺旋星系之中，距離地球大約600萬光年。英國謝菲爾德大學天體物理學教授保羅-克勞特爾介紹說，「這是迄今發現的最遠距離恆星質量大小黑洞，這也是在本星系群之外首次發現黑洞。」克勞特爾教授是這項研究的主要負責人和論文的第一作者。
　　
天文學家還發現，這個黑洞正纏繞著一顆奇怪的伴星共同運行。這顆伴星是一顆沃爾夫-拉葉星，質量相當於太陽質量的20倍。沃爾夫-拉葉星生命即將結束，並將以超新星形式爆炸。在爆炸前，它正向外部空間噴射出大部分外層物質，而它的內核也會爆聚從而形成黑洞。
　　
2007年，美國宇航局「雨燕」天文臺X射線觀測儀對NGC 300螺旋星系明亮的X射線源的周圍環境進行了詳細探測。歐洲航天局此前已利用XMM-Newton X射線天文望遠鏡發現了NGC 300螺旋星系。來自歐洲航天局的項目組成員斯蒂法尼亞-卡爾帕諾介紹說，「當時我定期對這種極端強烈的X射線進行了記錄。經研究發現，這種現象是該區域存在一個黑洞的線索。」
　　
根據歐洲南方天文臺甚大望遠鏡的最新觀測數據，天文學家證實了此前的預感和推測。新的觀測數據表明，這個黑洞和這顆沃爾夫-拉葉星正週期性地在惡魔圓舞曲中大跳華爾茲，一個週期大約為32小時。此外，天文學家還發現，黑洞在與沃爾夫-拉葉星相互纏繞運行的同時，還不斷從伴星身上吸取物質。研究小組成員羅賓-巴爾納德解釋說，「這事實上是一對非常親密的伴侶。這樣一個如此緊密的聯合系統是如何形成的，至今仍是個謎。」
　　
此前，天文學家也只發現過一個類似的系統。但是，這並不代表天文學家對這種由黑洞和伴星組成的系統一無所知。根據這些系統，天文學家研究了黑洞質量與星系化學組成之間的聯繫。克勞特爾介紹說，「我們注意到，最大質量黑洞大都發現於較小的星系中，而且這些星系通常含有較少的重化學元素。而較大的星系，如銀河系，則富含重元素。但是，這些較大星系反而產生較小質量的黑洞。」因此，天文學家認為，重化學元素的濃度越高，就越會影響大質量恆星的進化，恆星釋放的物質也就越多。當恆星殘留物最終崩塌時，也就形成了質量較小的黑洞。
　　
不到100萬年後，這顆沃爾夫-拉葉星就會形成超新星爆炸，最終也會變成一個黑洞。克勞特爾認為，「如果這個系統能夠在沃爾夫-拉葉星爆炸後仍然存在，那麼這兩個黑洞就會合併，並以引力波的形式釋放出大量的能量。」然而，這一過程可能要持續數十億年才可實現兩個黑洞的真正合併，這一時間也遠比人類的生存歷史長得多。克勞特爾解釋說，「不管如何，我們的研究旨在證明這些系統的存在。利用引力波探測器，如激光干涉引力波天文臺或激光干涉引力波探測站，也可對那些已經演化成形的雙子黑洞進行研究。」

来源:新浪科技

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