天文新發現:球狀星團中可能藏匿隱蔽黑洞

蕭路

【正見新聞網2018年01月18日】

圖:哈勃望遠鏡看到的球狀星團NGC 3201(藍色圈位置)。Credit: ESA/NASA

球狀星團是一種圍繞星系中心運行的恆星團。由於其中大量恆星的強大引力星團整體呈球形,遠看就像一個大恆星。其實它是一個擁有大量恆星的「星星家園」。這種星團是研究宇宙和星系演化的「活化石」,形成歷史非常久遠。

最近天文學家在觀測一個臨近的球狀星團時得到了一個有趣的新發現:這個星團中可能隱藏著一個恆星級黑洞。更有趣的是,真正被發現的是這個黑洞的「伴侶」,一顆普通的恆星。在黑洞強大引力的作用下,這顆恆星在圍繞黑洞急速旋轉,時速接近40萬公裡。這也是天文學家首次通過黑洞的引力作用發現黑洞。這項研究刊登在2018年1月《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of Royal Astronomical Society)上。

這次觀測的球狀星團編號為NGC 3201,距離地球大約一萬六千光年。利用裝載於智利的超大望遠鏡(Very Large Telescope) 上的MUSE探測器,科學家們觀測到了星團內的一個恆星在急速的跳動。通過精確的計算,科學家們發現這顆恆星應該是在圍繞一個大約4個太陽質量的黑洞旋轉,是一對恆星-黑洞雙星系統。由於黑洞並沒有吸積周圍物質,其自身無法被觀測到。但是它的伴侶恆星還是泄露的它的行蹤。

根據現有理論,雖然球狀星團中可能通過星體坍縮產生大量恆星級黑洞,這些黑洞會在星團的作用下迅速脫離星團。因此球狀星團中應該不會存在恆星級黑洞。此次發現的恆星-黑洞雙星系統為何能在球狀星團中存留原因成謎。此外,根據愛因斯坦的廣義相對論,這種雙星系統應當會輻射引力波。隨著引力波探測技術的發展,更多黑洞可以通過引力作用被探測到。這將使這些仍在「潛伏」的黑洞無處藏身。

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