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银河系现罕见双星系统 高速旋转或证附近存黑洞

http://www.kexue.com 2014-01-20 09:21:23 凤凰科技  发表评论


该恒星旋转速度非常快,会释放一个赤道物质盘,后者通过一个吸积盘传递给黑洞

  天文学家发现了一个沉寂的黑洞环绕着巨大的快速旋转恒星,这表明这些奇怪的双星系统可能在银河系里非常普遍。这颗巨大的恒星MWC656也被称为“B-放射”或者“Be”星,它还拥有一个相当于恒星质量的黑洞伴侣,这篇发表在1月15日的期刊《自然》上的文章这样写道。令人惊讶的是,这个黑洞并不会放射X射线辐射,这解释了为什么这个天体在此之前一直未被监测到。

  “值得一提的是,目前在银河系内只发现一个黑洞拥有巨大的恒星伴星——明亮的X射线源Cyg X-1,”研究首席作者、加那利群岛天文研究所(Instituto de Astrofisica de Canarias)的豪尔赫-卡萨雷斯(Jorge Casares)这样说道。“我们的发现表明可能有很多黑洞与巨大的伴星以沉寂的Be双星系统的形式存在。”

  奇怪的一对

  黑洞是非常奇怪的区域,它的引力是如此强以至于能够弯曲光纤,弯曲空间和扭曲时间。很多像MWC656一样的Be恒星都具有伴星——大多数是较小的异常密集的超新星残余物,名为中子星。但据研究人员表示,在此之前从未发现过一个黑洞与一颗Be恒星组成双星系统。MWC656距离地球8500光年,大约比太阳大10至16倍。这颗恒星旋转速度是如此之快——预估计为108万千米每小时——以至于大量的物质从恒星赤道处喷射而出,从而创造出一个环绕恒星的物质盘。利用位于罗奎克-德-罗斯-穆察克斯天文台的两个光学望远镜,卡萨雷斯和他的研究小组研究了这个环绕恒星盘的放射物。科学家们还检测了来自尘埃气体“吸积盘”的光发射,这个尘埃气体盘被临近黑洞吸入。

  对这个发射谱线的分析表明黑洞质量大约比太阳大3.8至6.9倍。因此这是一个恒星质量的黑洞,一种巨大恒星燃料耗尽自我坍塌时形成的天体。黑洞一般释放出高能量X射线光,这一过程发生于黑洞吸积盘的物质旋转落入黑洞的血盆大口时。但这一过程并没有发生在MWC656系统里,很可能是因为伴星的物质盘(它导致了黑洞吸积盘的形成)旋转速度太快了。

  “这个系统里X射线释放的缺失是物质没有落入黑洞的证据。它很可能以停滞的状态保留在吸积盘以内,” 美国宾夕法尼亚州利哈伊大学的弗吉尼亚-麦克斯万(Virginia McSwain)这样说道。“Be恒星盘外层区域的气体具有较高的角动量,它将在物质传递过程中转移至吸积盘里,” 麦克斯万说道。“没有有效的机制移除这一角动量,吸积将被抑制,黑洞将保持安静。”

  MWC656系统可能只是冰山一角,在宇宙里可能存在很多这样沉寂、恒星质量的黑洞,麦克斯万表示。天文学家很快将监测到其它这样的系统,现在他们已经知道寻找的目标了。最新的研究还可能引发天文学家重新思考他们有关黑洞形成和进化的观点,卡萨雷斯说道。

  “群体综合模型预测很少黑洞会在产生类似MWC565的Be/黑洞双星系统进化过程中存活下来,原因是两颗恒星可能会在黑洞形成之前就已经合并,或者双星在超新星爆炸过程中瓦解。这个系统是如此明亮且彼此靠近的事实暗示着这些双星系统比理论预测的要更普遍,它为黑洞形成以及紧密的双星进化模型提供了巨大的启示意义。”

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