恆星怪異行為揭示了在巨大星團中隱藏的孤獨黑洞

【博科園-科學科普】天文學家在智利的超大望遠鏡上使用了ESO的繆斯儀器，發現了ngc3201星團中的一顆恆星，它的行為非常奇怪。它似乎繞著一個肉眼看不見的黑洞旋轉，其質量大約是太陽質量的四倍——這是在球狀星團中發現的第一個不活躍的恆星質量黑洞，第一個發現的黑洞是直接探測到它的引力。這一重要發現影響了我們對這些星團、黑洞和引力波事件起源的理解。

球狀星團是成千上萬顆環繞大多數星系的恆星的巨大球體。它們是宇宙中已知的最古老的恆星系統之一，可以追溯到星系生長和演化的初期。目前已知有150多隻屬於銀河系。一個名為NGC 3201and的特殊星團位於船帆的南部星座，現在已經在智利的ESO的超大望遠鏡上使用繆斯儀器進行了研究。一個國際天文學家小組發現ngc3201的其中一顆恆星的行為非常奇怪——它以每小時數十萬公里的速度向後和向前移動，這種模式每167天重複一次。

天文學家在智利的超大望遠鏡上使用了ESO的繆斯儀器，發現了ngc3201星團中的一顆恆星，它的行為非常奇怪。它似乎繞著一個看不見的黑洞旋轉，其質量大約是太陽質量的四倍——這是球狀星團中發現的第一個不活躍的恆星質量黑洞。這一重要發現影響了我們對這些星團、黑洞和引力波事件起源的理解。藝術家印象圖展示了這顆恆星及其巨大但又不可見的黑洞同伴可能會在球狀星團的豐富心臟中尋找。圖片版權：ESO/L. Calada

研究報告的主要作者本傑明·吉斯爾(喬治·奧古斯特·哥廷根，德國)對這顆恆星的行為很感興趣:「它繞著一個完全看不見的天體運行，它的質量是太陽的四倍多——這隻能是一個黑洞！第一個發現在球狀星團中通過直接觀察它的引力。黑洞與球狀星團之間的關係是一個重要而又神秘的關係。由於它們龐大的質量和巨大的年齡，這些星團被認為產生了大量的恆星質量的黑洞——它們是在星團的長壽命內爆炸和坍縮而形成的。

ESO的繆斯儀器為天文學家提供了一種獨特的能力，可以同時測量數千顆遙遠恆星的運動。有了這個新發現，研究小組首次能夠探測到球狀星團中心的一個不活躍的黑洞，這個黑洞目前沒有吞噬物質，也沒有被熾熱的氣體盤包圍。他們可以通過恆星的運動來估計黑洞的質量。從觀測到的性能來看，這顆恆星的質量大約是太陽質量的0.8倍，而它的質量則是太陽質量的4.36倍，幾乎肯定是黑洞。

最近，在球狀星團中，無線電和x射線源的探測，以及2016年發現由兩個恆星質量黑洞合併產生的引力波信號，表明這些相對較小的黑洞在球狀星團中可能比之前認為的更常見。Giesers總結道：直到最近，人們認為幾乎所有的黑洞都會在短時間內從球狀星團中消失，而這種系統甚至不應該存在!」但很明顯，這不是我們的發現——我們的發現是第一次直接發現球狀星團中恆星質量黑洞的引力效應。這一發現有助於理解球狀星團的形成和黑洞和二元系統的演化——在理解引力波源的背景下至關重要。

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：皇家天文學會

內容：「博科園」判定符合今主流科學

來自：ESO

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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