歐洲南部天文臺的天文學家發現了一個黑洞

歐洲南部天文臺(ESO)的天文學家發現了一個黑洞，這是迄今為止發現的最靠近地球的黑洞，距離我們只有1000光年，近到肉眼可見。

這一黑洞屬于被稱為HR 6819的三星系統的一部分，歐洲南部天文臺的科學家認為，其它此類三星系統中也可能一樣藏有黑洞，這些黑洞以前并不是科學家們搜索的優先目標。

該研究已發表在《天文學與天體物理學》雜志上。

科學家們認為，宇宙中的黑洞比我們迄今發現的要多得多。考慮到我們的宇宙年齡，其中可能存在著數億個黑洞。

由于無法直接觀察到這些黑洞，我們只能通過它們對周圍物質的影響來推斷它們的存在。例如，黑洞的引力效應會影響附近恒星的軌道，另外，墜入黑洞的物質會形成圍繞著黑洞快速運動的熱氣吸積盤，并發射出強烈的X射線。或是一顆不幸的恒星太靠近黑洞被撕裂，落入黑洞的殘余物質也會加速并升溫，向太空發射X射線。

但是大多數黑洞實際上很安靜，因此很難被檢測到。這一最新發現至少提供了有用的線索，告訴人們真正的黑洞可能隱藏在何處。

該論文的合著者、科學家Thomas Rivinius表示：“人們不可能有足夠的時間利用望遠鏡對所有物體進行徹底的搜索，我們需要采取的是分階段搜索的方法，幫助科學家識別值得搜尋的物體，精簡名單，然后再對留在名單上的物體進行仔細的檢查。知道到底要尋找什么可以幫助我們更好地找到它們。”

歐洲南部天文臺研究團隊一直在研究雙星系統，由于HR 6819似乎就是這樣的系統，所以它被列入了觀察對象之一，但是在審查數據時，天文學家意外發現了系統中存在的第三個物體，也就是此前未曾發現的黑洞。

在三星系統中，兩顆恒星彼此環繞運行，而第三顆恒星則以更遠的距離環繞著雙星。這確保了系統的穩定性，因為如果內部軌道和外部軌道的大小相同，則其中一顆恒星最終會從系統中彈出。

對于HR 6819，兩個可見恒星中的一個每四十天會繞一個看不見的物體轉一圈，而另一個可見恒星則在更遠的軌道運行。

通過研究這對恒星的軌道，研究小組能夠推斷出黑洞的存在并計算黑洞的質量。Thomas Rivinius表示：“一個質量至少是太陽的四倍的不可見物體只能是一個黑洞。”

Thomas Rivinius表示：“我們曾經相信單星是最常見的。實際上，至少對于真正的大質量恒星來說，單星可能是最稀有的。那是因為一顆恒星的質量越大，就越不可能單獨存在。實際上，即使是單個大質量恒星也可能是被“破壞”的多顆恒星系統的幸存者，或者有一些是我們無法檢測到的暗伴星。”

像HR 6819這樣的三星系統不那么普遍，但也并非極為罕見。物理學家目前認為，產生黑洞的超新星實際上會破壞其多重的結構。但Rivinius認為，如果有大量的多重結構在超新星中幸存下來，這將改變統計數據。

Rivinius認為：“如果這樣的系統恰好在地球附近，那么它在銀河系的其他區域也很可能很常見。”

他的計算表明，可能有2500個這樣的系統。這并不能消除我們發現的黑洞與天文學家認為可能存在的黑洞的數字之間存在著的巨大差異。

他補充說：“考慮到此前我們還不知道有這樣三星系統的存在，因此這次的發現是相當大的一步。”

歐洲南部天文臺團隊已經確定了可能是第二個具有黑洞的三星系統，盡管科學家需要更多的觀測數據才能確認這一點。

另一個重要的發現是，黑洞可能是三星系統的一部分。

天文學家提出這樣的三星系統可能是具有兩個黑洞的雙星系統的前身，也有可能是雙子星對與一個黑洞的組合。當這些雙星系統中的星星合并時，發生的激烈事件會產生引力波，而LIGO裝置可以探測到這種引力波。

Rivinius表示：“LIGO檢測的問題在于，對于一個正常的、孤獨的雙星系統中的兩個黑洞，彼此靠近需要花費很長時間，直到它們最終合并。實際上，這樣的合并過程甚至比宇宙存在的時間更長，如果這是唯一的機制，那么我們不應該看到像我們現在所見的如此多的合并事件。但如果黑洞本身靠得很近，那么，它們的合并速度就越快。”

這種機制被稱為Lidov-Kozai機制。當一個雙星系統中有圓形軌道，但這一軌道卻與外部軌道不在同一平面時，就會發生這種情況。這會使內部軌道變得更加“偏離中心”。

簡而言之，這意味著第三個星星可以幫助兩個內部的星星相互靠近。”

但是，HR6819三星系統不會出現這種情況。歐洲南部天文臺的科學家，也是論文的另一位合著者Dietrich Baade說：“HR 6819中的兩顆恒星質量不足以大到出現超新星爆炸并形成黑洞，因此，HR 6819將永遠不會具有兩個黑洞，也永遠不會引發引力波事件，但這一離我們最近的黑洞的確是很好的研究對象。”