天文学家找到了迄今为​​止最快的旋转黑洞

天文学家找到了迄今为​​止最快的旋转黑洞

被发现后的第六个十年,有史以来发现的第一个黑洞仍然导致天文学家挠头。事实证明,天鹅座X-1系统核心的宇宙庞然大物比以前认为的要大50%,这使其成为有史以来直接观测到的最重的恒星质量黑洞。

根据新的观察结果,一个国际研究小组估计黑洞是我们太阳质量的21倍,并且自转比任何其他已知的黑洞都要快。重新计算的重量使科学家们重新考虑了变成黑洞的明亮恒星如何进化,以及它们死前脱皮的速度。

黑洞的质量取决于其母星的特性,例如该恒星的质量及其金属性(其中多少是由比氦重的元素组成的)。在恒星的一生中,它会通过恒星风的爆发脱落其外层。科学家认为,富含重元素的大恒星比质量较小的小恒星释放质量更快。

研究表明:“恒星通过从表面吹走的恒星风将质量损失到周围的环境中。但是要制造出如此沉重且旋转如此快的黑洞,我们需要减少明亮恒星在其一生中损失的质量”澳大利亚莫纳什大学(Monash University)天体物理学家伊利亚·曼德尔(Ilya Mandel)的合著者在一份声明中说。

距离很重要

在这项新研究中,研究人员使用一种久经考验的方法测量了天鹅座X-1的质量,该方法用于测量恒星与地球的距离,即视差。当地球绕太阳运行时,天文学家测量相对于更远的恒星背景的恒星可见运动,并用三角学方法,可以利用该运动来计算恒星与地球的距离。

此外,天鹅座X-1的黑洞通过吸入恒星的外层,慢慢吞噬了它的亮蓝色同伴星,形成了绕黑洞旋转的亮盘。当物质落入黑洞时,它被加热到数百万度并发出明亮的X射线辐射。其中一些物质狭义地逃离了黑洞,并在强大的喷射器中吐出,这些喷射器发射出地球上可检测到的无线电波。

研究团队使用超长基线阵列(VLBA)的观测结果追踪了这些标志性明亮喷气机,VLBA是由遍布美国的10个射电望远镜组成的大陆规模的网络,范围从夏威夷延伸至维尔京群岛。在六天的时间里,他们跟踪了黑洞围绕其伴星的完整轨道,并确定了黑洞在空间中的移动量。

他们发现天鹅座X-1距地球约7200光年,超过了先前估计的6000光年。更新的距离表明,蓝色超巨星伴星比以前认为的更明亮,更重,是我们太阳的40倍。考虑到黑洞的轨道周期,他们能够对黑洞的质量做出新的估计-高达21个太阳质量。

“使用更新的黑洞质量及其距地球的距离的测量结果,我们能够确认天鹅座X-1的旋转速度非常快,非常接近光速,并且比迄今为止发现的任何其他黑洞都要快,这项研究的共同作者,中国科学院国家天文台的研究员苟立军在声明中说。

这一发现证明了望远镜灵敏度和准确性的提高如何揭开甚至我们宇宙中某些研究最多的部分之谜。

该研究的共同作者,NAOC研究人员赵雪山在一份声明中说: “随着下一代望远镜的问世,其提高的灵敏度越来越详细地揭示了整个宇宙。” “现在是成为天文学家的好时机。”

研究人员于2月18日在《科学》杂志上详细介绍了他们的发现。

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