黑洞不能为肉眼观察暗无天日,没有局部可检测的特征暗无天日,甚至光都无法从黑洞逃脱。但是暗无天日,黑洞影响着他们周围的环境,这使得他们成为测试一些极端环境下的物理现象的理想实验室。尤其是黑洞为天文学家们提供了一个机会,一个让他们可以证明爱因斯坦的广义相对论的机会。在爱因斯坦的广义相对论中,他假定时空的曲率会为一种重力所改变。

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感谢由欧洲南部天文台(ESO)所领导的天文学家团队,是他们刚刚发现了距离地球最近的黑洞。天文学家团队在ESO位于智利的拉西拉天文台发现,黑洞处于望远镜座,一个三合星系统中,距离地球仅1000光年。编号为HR 6819,此三合星系统肉眼可见,芸芸中的一个“安静”黑洞,便是出于此系统。

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欧南台(ESO)的科学家Thomas Rivinius带领了这一研究项目团队,详细的研究成果于近期在《天文学与天体物理学》杂志上刊出。团队成员包括来自西班牙和德国的欧南台科学家,捷克共和国科学院的天文研究所的科学家以及佐治亚州立大学的CHARA Array。

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这一发现是双星系统研究的一部分,双星研究团队借助拉西拉(La Silla)天文台的MPG / ESP 2.2米望远镜观测附近的恒星系统。在跟踪双星系统中的伴星时,他们发现了第三个不可见的物体的踪迹,其质量大约是太阳的4.2倍-将其置于“恒星”级黑洞范围内时。

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“当我们意识到这是首个可以用肉眼观测到的含有黑洞的恒星系统时,我们感到非常惊讶,”该研究的联合作者、布拉格捷克共和国科学院的名誉科学家彼得·哈德拉瓦(Petr Hadrava)说道。实际上,该恒星系统距离地球非常近,在南半球晴朗的夜晚,无需借助双筒望远镜或望远镜就可以看到它。

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该研究的另一名联合作者,欧南台加兴总部的荣誉退休的天文学家Dietrich Baade说暗无天日

“规定在40天期限内完成的观测本来必是要分布几个月进行的。多亏了欧南台的开创性的服务观测计划,这一切才得以如期完成。在该计划中,科学家们若有需要,都可以指定欧南台的工作人员替他们进行观测。”

与银河系中其他几十个被观测到的恒星级黑洞不同,HR 6819是迄今为止发现的第一个不与环境发生剧烈相互作用的黑洞,因此,它是真正的隐形黑洞。尽管如此,该团队还是通过研究它对双星系统内部恒星的伴星轨道的影响,发现了它的存在并算出了它的质量。

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在过去的案例中,几乎所有的黑洞都与环境剧烈相互作用,X射线的强力爆发就是证据。例如,当一个黑洞从它的伴星中吸积物质时,这种相互作用就作为双星系统中的一部分而发生。这种物质会落入黑洞事件视界周围的吸积盘中,然后慢慢积聚在其表面上,在这过程中会释放出辐射。

到目前为止,在银河系中只发现了数量有限的黑洞。但是科学家们估计,考虑到银河系的年龄,在它的一生中一定会有更多的恒星坍缩成黑洞。因此,在HR6819中发现的安静的黑洞可以提供有关这些尚未被发现的可能黑洞在哪里的线索。

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“那里必定存在着成千上万的黑洞,但是我们对此几乎一无所知,知道去寻找什么或许会使我们更好地找到它们。”特里维尼说。同时,他也强调:这一发现很可能成为“巨大冰山的一角”。

同样的,研究小组注意到该系统与光谱时序观察所表明的另一系统之间的相似性。这个系统被称为LB01,大概位于在双子星座中离地球7000光年的位置。直至现在,天文学家们仍相信它是由一颗恒星和一颗看不见的大概70太阳质量的BH伴星组成。

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广角视野显示了在望远镜星座的天空区域,在那里可以找到HR 6819。功劳:通过假设第三个物体(另一个看不见的黑洞)的存在,研究小组展示了黑洞的质量如何能得到更好的约束,并与已知的恒星黑洞更加一致。正如ESO博士后、论文合著者玛丽安•海达(Marianne Heida)所说:

“我们意识到另一个称为LB-1的系统也可能是这样的三倍,尽管我们需要更多的观测来确定。LB-1离地球有点远,但从天文角度来说仍然非常接近,所以这意味着可能存在更多这样的系统。通过对它们的发现和研究,我们可以了解到这些稀有恒星的形成和演化过程,它们的生命起源于太阳质量的8倍以上,并最终形成一个留下黑洞的超新星爆炸。”

此外,对三重系统的研究还可以为导致强大引力波的剧烈合并提供额外的洞察。在系统内,一个遥远的外部物体围绕着一对内部物体运行,外部物体可能对内部两个物体产生引力影响。以至于它可能触发一个合并,并释放强大引力波。

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特别是当由两个黑洞或一个黑洞和一个中子星组成的内对物体的情况存在。作者将他们的论文献给斯坦·什特福,以纪念这位于2014年逝世的ESO和ALMA的天文学家,对他永不疲惫的警觉感的悲伤与感激之情也触发了这项工作。

作者:universetoday

FY:Astronomical volunteer team

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