破紀錄！銀河系最可怕的恒星質量黑洞是潛伏在地球附近的沉睡巨人

2025-12-08 04:09:33 分類：娛樂 閱讀(5)

藝術家對銀河系中質量最大的恒星黑洞系統的印象。（圖片來源：uux.cn/ESO/L.Calçada）
（神秘的最可質量地球uux.cn）據美國太空網（Robert Lea）：銀河系有一個新發現的大黑洞，它潛伏在地球附近！潛伏這顆沉睡的地球的沉巨人是由歐洲太空望遠鏡蓋亞發現的，蓋亞追蹤了銀河系數十億恒星的附近運動。
恒星質量黑洞是睡巨當一顆大恒星耗盡燃料并坍塌時產生的。這一新發現是破紀怕一個里程碑，代表著首次在地球附近發現如此起源的河系恒星黑洞大黑洞。
這個恒星質量的最可質量黑洞被命名為Gaia-BH3，其質量是潛伏太陽的33倍。此前在銀河系中發現的地球的沉質量最大的此類黑洞是天鵝座X射線雙星（天鵝座X-1）中的一個黑洞，其質量估計約為太陽的附近20倍。銀河系中的睡巨平均恒星質量黑洞大約是太陽的10倍重。
Gaia-BH3距離地球僅2000光年，破紀怕是迄今為止發現的距離地球第二近的黑洞。距離地球最近的黑洞是Gaia-BH1（也由Gaia發現），距離地球1560光年。Gaia-BH1的質量大約是太陽的9.6倍，比這個新發現的黑洞小得多。
“找到蓋亞BH3就像電影《黑客帝國》中尼奧開始‘看到’矩陣的那一刻，”倫敦大學學院穆拉德空間科學實驗室的科學家、蓋亞黑洞特別工作組成員喬治·西布魯克在發給Space.com的一份聲明中說。“在我們的情況下，‘矩陣’是我們星系中休眠恒星黑洞的種群，在蓋亞探測到它們之前，這些黑洞就對我們隱藏起來了。”
Seabroke補充道，Gaia BH3是這一群體的重要線索，因為它是我們銀河系中發現的質量最大的恒星黑洞。
當然，與主宰銀河系中心的超大質量黑洞人馬座a*（Sgr a*）相比，Gaia-BH3只是一個小問題，后者的質量是太陽的420萬倍。像Sgr A*這樣的超大質量黑洞不是由大質量恒星的死亡造成的，而是由越來越大的黑洞合并而成的。

蓋亞發現的三個黑洞的位置圖（圖片來源：uux.cn/歐空局/蓋亞合作組織）
沉睡的巨大黑洞導致恒星伴星搖晃
所有黑洞都有一個稱為視界的外部邊界，在這個邊界上，黑洞的逃逸速度超過了光速。這意味著事件視界是一個單向的光捕獲表面，任何信息都無法逃脫。
因此，黑洞不會發光或反射光，這意味著只有當它們被逐漸吞噬的物質包圍時，才能“看到”它們。有時，這意味著雙星系統中的黑洞從伴星中提取物質，伴星在其周圍形成一個氣體和塵埃盤。
黑洞的巨大引力影響在周圍物質中產生強烈的潮汐力，使其與被破壞和消耗的物質一起發出明亮的光芒，同時也發出X射線。此外，黑洞不喜歡的物質可以被引導到它的兩極，并以近光速噴流的形式噴出，伴隨著光的發射。
所有這些光發射都可以讓天文學家發現黑洞。問題是，如何探測到不以周圍氣體和塵埃為食的“休眠”黑洞？例如，如果一個恒星質量的黑洞有一顆伴星，但兩者相距太遠，黑洞無法從其雙星伙伴那里搶奪恒星物質，該怎么辦？
在這種情況下，黑洞及其伴星會圍繞一個代表系統質心的點運行。當一顆恒星被一個輕伴星（如另一顆恒星甚至一顆行星）圍繞時，情況也是如此。
圍繞質心運行會導致恒星運動的擺動，天文學家可以看到這一點。因為蓋亞擅長精確測量恒星的運動，所以它是觀察這種擺動的理想儀器。
蓋亞的黑洞特別工作組開始尋找奇怪的擺動，這些擺動無法通過另一顆恒星或行星的存在來解釋，并且表明有一個更重的伴星，可能是一個黑洞。

黑洞Gaia-BH3周圍的區域。（圖片來源：uux.cn/ESO/數字化巡天2號。鳴謝：D.De Martin。）
研究小組在距離地球1926光年的天鷹座的一顆古老巨星上進行了研究，發現該恒星的路徑發生了擺動。這種擺動表明，這顆恒星與一個質量異常高的休眠黑洞鎖定在軌道運動中。兩者之間的距離從太陽和海王星之間最寬的距離到我們的恒星和木星之間最近的距離不等。
法國巴黎天文臺CNRS的首席研究員Pasquale Panuzzo在一份聲明中表示：“這是一只真正的獨角獸。”。“這是你研究生涯中的一次發現。到目前為止，由于引力波的觀測，只有LIGO Virgo KAGRA合作在遙遠的星系中發現過這么大的黑洞。”

我們銀河系中的三個恒星質量黑洞：（左）蓋亞BH1、（中）天鵝座X-1和（右）蓋亞BH3，它們的質量分別是太陽的10倍、21倍和33倍。蓋亞BH3是迄今為止在銀河系中發現的質量最大的恒星黑洞。（圖片來源：uux.cn/ESO/M.Kornmesser）
由于蓋亞的敏感性，黑洞特別工作組也能夠限制蓋亞-BH3的質量，發現它擁有33個太陽質量。
特拉維夫大學Gaia合作成員、科學家Tsevi Mazeh說：“Gaia-BH3是第一個我們可以如此準確地測量質量的黑洞。”。“該物體的質量是太陽的30倍，是我們通過引力波實驗觀測到的非常遙遠的黑洞質量估計的典型值。蓋亞的測量提供了第一個無可爭議的證據，證明確實存在如此重的（恒星質量）黑洞。”
然而，Gaia-BH3系統肯定會引起科學家的極大興趣，不僅僅是因為它與地球的距離和黑洞的質量。
這個系統中的恒星是一顆次巨星，大約是太陽的五倍大，亮度是太陽的15倍，盡管它比我們的恒星更冷，密度也更低。Gaia-BH3伴星主要由氫和氦組成，這是宇宙中最輕的兩種元素，缺乏天文學家（有點困惑）稱之為“金屬”的較重元素
這顆恒星“缺乏金屬”的事實表明，坍塌并死亡以產生Gaia-BH3的恒星也缺乏較重的元素。預計貧金屬恒星一生中會比富含金屬的恒星脫落更多的質量，因此科學家們質疑它們是否能保持足夠的質量來產生黑洞。Gaia-BH3代表了貧金屬恒星確實可以做到這一點的第一個暗示。
Seabroke總結道：“蓋亞的下一次數據發布預計將包含更多內容，這將有助于我們‘看到’更多的‘矩陣’，并了解休眠恒星黑洞是如何形成的。”。
該團隊的研究于今天（4月16日）發表在《天文學與天體物理學》雜志上。