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天文學家在球狀星團中發現一顆古怪恆星,它正繞著小黑洞飛速運行

文:娟娟

作者系網易新聞&網易號「各有態度」簽約作者

一個國際天文學家團隊在球狀星團NGC 3201中觀測到一顆特別的恆星,它似乎正在繞著一個不活躍的黑洞作軌道運動。1月15日,有關該發現的論文在線發表於《皇家天文學會月報(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)》。

恆星形成於巨大氣體和塵埃雲的引力塌縮。一些星際雲質量很大,尤其是早期宇宙的星際雲,足以在相對緊密的環境里形成數十萬顆恆星。這些臨近恆星之間的引力交互作用把它們拉到一起,成為一個大圓球,共同圍繞著共同的引力中心運行(這個中心很可能是特大質量黑洞),這樣的系統就是球狀星團。球狀星團是宇宙中最古老的恆星系統之一,可以追溯到接近星系生長和演化的開始時期。

1655年,德國的天文愛好者約翰伊爾,用望遠鏡第一次報告了對球狀星團的觀測。他觀測的是球狀星團M22,又被稱為人馬座星團。目前,人們在銀河系中已經觀測到150多個明亮而緊密的球狀星團,它們作為銀河系暈的一部分,圍繞著銀河系的中心運動(在銀河系中心盤踞著一個特大質量黑洞,被稱為「人馬座A *」,它的質量約為太陽的400萬倍,位於人馬座的方向,距離地球約26000光年遠),其中的恆星比銀河系盤上的恆星年老。在其他星系的星系暈里,也發現了球狀星團。

圖:這張哈勃太空望遠鏡拍攝的圖像顯示了球狀星團NGC 3201的中央區域,本次觀測到的特殊運動軌跡的恆星在圖中用藍色圓圈圈出。 Image credit: NASA / ESA.

本次天文學家所觀測的球狀星團被稱為NGC 3201,位於船帆座(constellation of Vela),距離地球大約16300光年遠,使用的觀測儀器是歐南台甚大望遠鏡的多單元光譜探測器(Multi Unit Spectroscopic Explorer)。研究團隊觀測到NGC3201中一顆恆星行為十分古怪,它正以幾十萬英里/小時的速度向前和向後急行,這種運動模式每167天重複一次。研究者稱,這顆恆星正繞著某種完全不可見的東西作軌道運動,而這個不可見的東西只可能是一個黑洞。

圖:天文學家製作的藝術概念圖,表現的是NGC 3201中的黑洞-恆星系統, 圖的中央區域是黑洞。Image credit: ESO / L. Calada / Spaceengine.org.

從觀測到的特性來看,天文學家推算這顆恆星的質量大概是0.8倍太陽質量,它所圍繞的黑洞大約是太陽質量的4.36倍。

最近對球狀星團中的無線電和X射線源的探測,以及2016年對兩個恆星質量黑洞合併產生的引力波信號的探測表明,在球狀星團中這些相對較小的黑洞可能比以前想像的更加常見。

研究團隊稱,本次的發現是首次直接觀測到球狀星團中恆星質量黑洞的引力效應。這一發現將有助於理解球狀星團的形成以及黑洞和雙星系統的演化。

參考資料:

《天文之書》(美)吉姆貝爾著,重慶大學出版社出版

https://academic.oup.com/mnrasl/article-abstract/475/1/L15/4810643

http://www.sci-news.com/astronomy/black-hole-globular-cluster-ngc-3201-05640.html


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