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发现黑洞隐藏在我们星系外的星团中

天文学与空间 2022-09-05 00:01:11

由ESO提供 这位艺术家的印象显示了一个11倍于太阳的致密黑洞和围绕它运行的五个太阳质量的恒星

这两个天体位于NGC 1850中,NGC 1850是银河系邻居大麦哲伦星云中大约16万光年外的数千颗恒星组成的星团

恒星形状的扭曲是由于黑洞施加的强大引力造成的

黑洞的引力不仅会扭曲恒星的形状,还会影响其轨道

通过观察这些细微的轨道效应,一组天文学家能够推断出黑洞的存在,这使得它成为我们银河系之外第一个以这种方式被发现的小黑洞

为了这一发现,研究小组在智利欧洲南方天文台的超大型望远镜上使用了多单元光谱探测器(MUSE)仪器

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科恩默瑟 利用欧洲南方天文台的超大型望远镜(欧洲南方天文台的VLT),天文学家通过观察一个小黑洞如何影响其附近恒星的运动,发现了银河系外的一个小黑洞

这是首次使用这种探测方法来揭示我们星系外黑洞的存在

这种方法可能是揭示银河系和附近星系中隐藏黑洞的关键,并有助于揭示这些神秘物体是如何形成和演化的

新发现的黑洞被发现潜伏在NGC 1850中,NGC 1850是银河系的邻近星系大麦哲伦星云中大约16万光年外的数千颗恒星的星团

英国利物浦约翰·穆雷斯大学天体物理研究所的萨拉·萨拉奇诺说:“类似于夏洛克·福尔摩斯通过犯罪团伙的失误来追踪他们,我们一只手拿着放大镜来观察这个星团中的每一颗恒星,试图找到黑洞存在的一些证据,但没有直接看到它们。”萨拉奇诺领导了这项研究,该研究现已被《皇家天文学会月刊》接受出版

“这里显示的结果只代表了一个被通缉的罪犯,但当你找到一个时,你已经在不同的集群中发现了许多其他罪犯

" 该小组追踪到的第一个“罪犯”大约是我们的太阳的11倍

让天文学家追踪这个黑洞的确凿证据是它对围绕它运行的五个太阳质量恒星的引力影响

天文学家此前已经在其他星系中发现了这种“恒星质量”的小黑洞,方法是获取它们吞噬物质时发出的x光辉光,或者是黑洞相互碰撞或与中子星碰撞时产生的引力波

然而,大多数恒星质量的黑洞不会通过X射线或引力波泄露它们的存在

德国哥廷根大学的团队成员斯特凡·德雷兹勒说:“绝大多数只能动态展示。”

“当它们与恒星形成一个系统时,它们会以一种微妙但可检测的方式影响恒星的运动,因此我们可以用复杂的仪器找到它们

" 萨拉西诺和她的团队使用的这种动态方法可以让天文学家发现更多的黑洞,并帮助解开它们的谜团

该研究的合著者、西班牙巴塞罗那大学的马克·吉勒斯说:“我们所做的每一次探测对于我们未来理解星团和其中的黑洞都很重要。”

NGC 1850中的探测标志着首次在年轻的星团中发现黑洞(该星团只有大约1亿岁,在天文尺度上是一眨眼的事)

在类似的星团中使用它们的动力学方法可以揭示更多年轻的黑洞,并为它们的进化提供新的线索

通过将它们与旧星团中更大、更成熟的黑洞进行比较,天文学家将能够理解这些天体是如何通过以恒星为食或与其他黑洞融合而成长的

此外,绘制星团中黑洞的人口统计数据可以提高我们对引力波来源的理解

为了进行搜索,该团队使用了安装在位于智利阿塔卡马沙漠的埃索VLT的多单元光谱探测器(MUSE)在两年多的时间里收集的数据

“MUSE使我们能够观察非常拥挤的区域,比如星团的最内部区域,分析附近每一颗恒星的光线

最终结果是一次拍摄中获得数千颗恒星的信息,至少是其他任何仪器的10倍,”合著者塞巴斯蒂安·卡曼说,他是利物浦天体物理研究所的长期MUSE专家

这使得研究小组能够发现那颗奇怪的恒星,它奇特的运动预示着黑洞的存在

来自华沙大学光学引力透镜实验和美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜的数据使他们能够测量黑洞的质量并证实他们的发现

欧洲南方天文台在智利的超大型望远镜将于本世纪晚些时候开始运行,这将使天文学家能够发现更多隐藏的黑洞

“英语教学肯定会彻底改变这个领域,”萨拉西诺说

“这将使我们能够在同一视野中观察到相当暗的恒星,并在距离更远的球状星团中寻找黑洞

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