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发现第一个黑洞三重系统

体娱 2024-10-25 21:21 辽宁

艺术家对黑洞 X 射线双星 V404 Cygni 的再现

图片来源：Jorge Lugo

01

《自然》（Nature）杂志上发表的一项研究中，美国麻省理工学院和加州理工学院的物理学家报告称，他们首次观测到“三重黑洞”。

这个新系统的中心是1992年发现的名为V404 Cygni的黑洞，。

V404 Cygni 距离地球约8,000光年，是最早被确认为黑洞的天体之一。

每 6.5 天绕天鹅座 V404 公转一次的是一颗小恒星。

这颗小恒星脱落的物质，正在被黑洞的巨大引力所消耗。

02

但发现这颗恒星的团队注意到黑洞旁边有第二个“光团”。

他们注意到这是第二颗绕黑洞运行的恒星，但距离更远。

“事实上，我们可以在这么远的距离上看到两颗独立的恒星，这实际上意味着恒星之间的距离一定非常远，”麻省理工学院的作者史蒂芬·伯奇说。

外层恒星的距离是冥王星与太阳之间距离的100倍。

研究小组计算出，第二颗恒星每 7 万年绕黑洞运行一次。

“这个系统对于黑洞的演化来说非常令人兴奋，它也提出了是否存在更多三元组的问题，”伯奇补充道。

“我们认为大多数黑洞是由恒星的剧烈爆炸形成的，但这一发现有助于质疑这一点，”伯格解释道。

这样的爆炸应该会让附近的物体飞入太空。

“想象一下，你正在拉风筝，但你拉的不是一根坚固的线，而是一张蜘蛛网，”伯奇说。 “如果你拉得太用力，网就会破裂，你就会失去风筝。引力就像一根几乎没有束缚的绳子，非常弱，如果你对内部双星做了任何戏剧性的事情，你就会失去外部的恒星。”

03

伯格的团队利用计算机模拟来测试这个想法，看看在什么条件下第二颗恒星会与黑洞保持引力联系。

他们没有通过剧烈爆炸导致三颗恒星中的一颗变成黑洞，而是测试了一种更温和的“直接塌陷”场景，其中第三颗恒星简单地塌陷形成黑洞，而不释放任何能量。

“绝大多数模拟表明，完成这三重工作的最简单方法是直接崩溃，”伯奇说。

此外，外层恒星还帮助物理学家确定了黑洞的年龄，因为邻近的恒星大约在同一时间诞生。

“我们以前从未能够对一个古老的黑洞做到这一点，”伯奇说。 “现在我们知道天鹅座 V404 是三重星的一部分，它可能是直接塌陷形成的，形成于大约 40 亿年前。”

原文：

https://cosmosmagazine.com/space/astronomy/black-hole-triple-system/

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4NDcwODkxOA==&mid=2651674279&idx=1&sn=7fcee7e902776dc59061457d9d1817cd

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