銀河系新鄰居!「離地球最近黑洞」就在1000光年外 肉眼即可見伴星

2020-05-07 18:14

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離地球最近的黑洞系統「HR 6819」。(AP)

離地球最近的黑洞系統「HR 6819」。(AP)

《天文與天體物理學》期刊6日介紹了歐洲科學家近期發現的銀河系新鄰居──迄今已知離地球最近的黑洞系統「HR 6819」,人類甚至可以用肉眼看到環繞在它周圍的2顆恆星。這個黑洞是一顆年輕恆星死亡塌陷後生成的,距離地球約1000光年,領導此研究的歐洲南方天文台科學家里維紐斯說,以銀河系的大小來說,1000光年遠的星體確實就在「隔壁」。

不尋常的恆星軌道,引領科學家找到「三合星系統」

歐洲南方天文台(ESO)科學家里維紐斯(Thomas Rivinius)表示,先前科學家觀測到最接近地球的黑洞,與我們距離3200光年之遠,後來他與ESO同事及其他機構研究員合作,利用位於智利拉希拉天文台(La Silla Observatory)的望遠鏡,發現在南天星座的望遠鏡座(Telescopium)之中,竟還有一個更靠近地球的黑洞。

科學家一開始以為HR 6819是一個2顆恆星組成的雙星系統,但後來感覺這2顆星的軌道很不對勁,一顆星似乎以40天為周期,環繞著一個看不見的物體運行;另一顆星則莫名繞行得很遠。科學家這才驚覺,HR 6819隱藏著一個黑洞,而且是人類第一個肉眼可見的含黑洞「三合星系統」(triple system),而2顆伴星事實上繞著一個黑洞運轉。

南半球晴朗無雲的夜晚,人們只需依賴肉眼就能看見望遠鏡座。參與這項研究的捷克天文學家哈德拉瓦(Petr Hadrava)表示:「意識到這是第一個帶有黑洞的肉眼可見恆星系統時,我們非常驚喜。」里維紐斯說,HR 6819黑洞質量至少是太陽的4至5倍,以恆星黑洞可達20倍太陽質量的標準來看,HR 6819黑洞算是非常迷你。

經六國科學家的努力,史上第一張黑洞照片終於呈現在世人眼前。(中研院提供)
經多國科學家的努力,史上第一張黑洞照片終於呈現在世人眼前。(中研院提供)

銀河系還有許多未發現的「迷你黑洞」

黑洞不會發光,基本上無法直接觀測,科學家通常僅能在黑洞做出引人注目的「大動作」時發現它的存在,例如吞噬伴星或其他天體掉入其中。但黑洞不是所向無敵、碰見什麼都能撕碎吞噬,它的事件視界(黑洞邊緣,event horizon)必須夠大,才具有吃遍周遭星體的能力。

天文學家認為,大多數黑洞都沒有血盆大口可捕捉身邊獵物,因此不會被發現。然而這次偶然察覺HR 6819黑洞的存在,也表明我們身邊還有更多未被發覺的黑洞,在銀河系中大約有1億至10億個此類小而稠密的黑洞,現在所知的幾十個只是冰山一角。

NASA示意圖描繪超大質量黑洞及其周遭吸積盤。(取自維基百科公有領域)
NASA示意圖描繪超大質量黑洞及其周遭吸積盤。(取自維基百科公有領域)

華盛頓特區面積177平方公里,黑洞一口吞掉

這個新發現的黑洞是HR 6819系統中的恆星,因為死亡、發生重力坍塌形成黑洞,而遺留的2顆恆星離黑洞很遠,它的引力不足以吞噬伴星,只能使恆星軌道扭曲變形。

大多數和HR 6819黑洞一樣不為人知的黑洞直徑可能只有40公里。參與此研究的ESO天文學家巴德(Dietrich Baade)打趣說道,像「華盛頓特區(面積177平方公里)這種大小的地方,就剛好適合黑洞的口徑,一旦被吞掉便永遠回不來。」

哈佛大學天體物理學家、黑洞計劃計畫負責人羅布(Avi Loeb)表示,銀河系之中很有可能還有黑洞比HR 6819要近得多,這就好像「如果你在廚房一個小角落發現一隻螞蟻,你就知道肯定有更多螞蟻。」

美國航太總署(NASA)26日公布,系外行星探測器「黛絲」捕捉到3億7500萬光年外超大質量黑洞吞噬恆星。(取自NASA)
美國航太總署(NASA)日前公布,系外行星探測器「黛絲」捕捉到3億7500萬光年外超大質量黑洞吞噬恆星。(取自NASA)

 

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