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為什麼會有兩個獨立的黑洞存在於同一個星團中!

黑洞是不合群的:它們不但從環繞的恆星那裡吞進氣體,而且根據理論,它們還會將另外一個黑洞踢出自己的家園。然而,現在天文學家稱,他們發現兩個獨立的黑洞存在於同一個星團中,

為什麼會有兩個獨立的黑洞存在於同一個星團中!

這表明在這個星團以及其他星團中會有更多的黑洞等待科學家去發現。

以前,天文學家在銀河系的星團中從來沒有發現過黑洞。這個正在談論中的星團是一個所謂的球狀星團,它是一種包含著幾十萬顆恆星的恆星密集型團體。銀河系中所有的星團都是在很久以前形成的,因而其中短命的大型恆星已經死亡並且變成了黑洞。每個黑洞的質量比星團內許多仍然發光的任何一顆恆星的質量都要大,因此黑洞應該沉到星團的中心處。在中心處,黑洞巨大的引力會將其他黑洞逐出到偌大的星系空間,至多剩下一個黑洞系統。

起碼以前的理論是這樣的。現在,密歇根州立大學的天文學家傑伊·斯特拉德及其同事說,他們在M22

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中發現了兩個獨立的黑洞。M22是個距離地球10000光年的球狀星團,位於人馬座。利用新墨西哥州索科洛附近的甚大陣列望遠鏡進行的觀測顯示,兩個物體的無線電波譜類似於星團之外其他黑洞系統的波譜。

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這個發現讓人大吃一驚。「我們非常激動,」研究小組成員、英國南安普敦大學的天文學家托馬斯·馬卡羅恩說,「但是,我們想謹慎一些,確保能夠排除所有其他的可能性。」

「這是一個相當重大的發現,」伊利諾伊州西北大學埃文斯頓分校的天體物理學家斯蒂凡·昂布雷特說,「這表明,黑洞的噴射過程不像我們原以為的那麼高效。」

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然而,加州理工學院帕薩迪納分校的天文學家施里尼瓦斯·庫爾卡尼持有懷疑態度,他甚至願意下100美金的賭注,認為那兩個天體都不是黑洞。「偉大的發現需要強有力的證據,」他說,「該發現不能使我信服。」庫爾卡尼稱,如果M22擁有過多的恆星,那麼該星團中很可能會有一些奇怪的恆星,可以釋放類似黑洞系統中特有的無線電波譜。

如果這些發現能夠成立,這兩個黑洞則代表著兩個「第一」:它們是在銀河系星團中發現的第一批黑洞;它們也是利用無線電波發現的第一批相當於恆星質量的黑洞。其他恆星質量的黑洞,如天鵝座X-1,是由於旋進黑洞的熾熱氣體散發出X射線而引起科學家注意的。

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鵝座X-1

事實上,斯特拉德的研究小組沒有發現來自該黑洞系統的X射線,這說明它們散發出的無線電波要多得多。斯特拉德說,這是10倍~20倍於太陽質量的黑洞所擁有的一個特點,很可能就是恆星質量的黑洞,類似於15個太陽質量的黑洞——天鵝座X-1。此外,兩個黑洞都位於距離星團中心幾光年的範圍之內,這個位置與大質量天體的位置相符,因為大質量天體應該會沉到星團的中心部位。但是,庫爾卡尼反駁說,這麼大質量的天體應該下沉到距離星系中心更近的位置。他還說,沒有X射線意味著它們根本不是黑洞。

然而,如果這兩個天體是黑洞,那麼每個黑洞都可能會有一顆恆星環繞著,並且往黑洞中注入恆星物質,以產生所觀察到的無線電波。有一次,哈勃太空望遠鏡的觀測顯示,在一顆紅矮星附近有一個推斷出來的黑洞。紅矮星比太陽小得多,溫度也要低得多,而且也暗得多。其他的觀察顯示,黑洞的伴星可能是一顆紅矮星,其特點介於紅矮星和太陽之間。

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