加入收藏 | 设为首页 |

中外科学家对人类发明首个恒星级黑洞作出迄今最精确丈量

内地新闻 时间:2021-02-19 浏览:
中新网北京2月19日电 (记者 孙自法)中国科学院国度天文台最新动静,中外三个科研团队别离对历史上发明的第一个恒星级黑洞——天鹅座X1(Cygnus X-1)的距离、质量、自旋及其演化作出最为精确的丈量和限制,发明该X射线黑洞双星系统包括一个21倍太阳质量的黑

中外科学家对人类发明首个恒星级黑洞作出迄今最精确丈量

中新网北京2月19日电  (记者 孙自法)中国科学院国度天文台最新动静,中外三个科研团队别离对历史上发明的第一个恒星级黑洞——天鹅座X1(Cygnus X-1)的距离、质量、自旋及其演化作出最为精确的丈量和限制,发明该X射线黑洞双星系统包括一个21倍太阳质量的黑洞,且自转速度极接近光速。

这是科学家迄今发明并确认的独一一个黑洞质量凌驾20倍太阳质量、且自转如此之快的X射线双星系统。

北京时间2月19日凌晨,这项由澳大利亚、美国和中国的三个团队别离独立完成的重要天文研究成就,在国际科学期刊《科学》和《天体物理学报》以三篇论文联合颁发。个中,中科院国度天文台苟利军研究员及学生赵雪杉、郑雪莹为《科学》论文相助者,并作为第一作者及通讯作者在《天体物理学报》颁发关于黑洞自转精确丈量的论文。

曾让霍金认赌服输

天鹅座X1是一个X射线双星系统,除包括能够发生X射线源的致密星之外,还包括一个蓝巨星。

该系统自1964年被美国探空火箭首次发明以来,个中致密天体毕竟是黑洞照旧中子星的问题,一直是高能天体物理研究规模的热点。

上世纪70年代,物理学家索恩和霍金曾为此立下字据赌博。直到上世纪90年代,越来越多的视察证据表白该系统中心应该是黑洞,霍金才签字暗示认赌服输。

精确丈量“一波三折”

不外,这个黑洞双星系统的性质此前一直缺乏精确的丈量。2011年,苟利军和相助者对这颗黑洞的性质首次进行精确丈量实验,其时得出的功效是:这个黑洞系统与地球的距离为6067光年,质量为14.8倍的太阳质量,而且发明黑洞的视界面在以72%的光速动弹。

2013年,欧洲空间局的盖亚(GAIA)卫星发射升空,打算对银河系包罗天鹅座X1在内的10亿颗恒星的距离进行精确丈量,其给出天鹅座X1的距离约为7100光年。

最新颁发于《科学》的论文中,澳大利亚柯廷大学米勒-琼斯传授带领团队操作美国的甚长基线过问干与阵列(VLBA),通过三角视差要领对天鹅座X1的距离再次进行丈量和确认。他们把新的视察数据和之前的视察数据相结合,,同时消除了天鹅座X1的喷流活动所导致的系统误差效应之后,最终获得天鹅座X1黑洞的最新距离为7240光年,精度到达8%。

在此根本之上,相助团队从头阐明光学数据,发明该黑洞质量增加50%,增至21倍太阳质量,精度为10%。这也成为X射线双星系统中,目前独一一个主星质量凌驾20倍太阳质量的黑洞X射线双星系统。

精确限制自转速度

黑洞自转仅仅影响靠近黑洞视界面约莫几百公里的范畴,所以,其自转速度需要操作位于此区域的吸积盘所发生的光子能量更高的X射线波段数据来揣度。

苟利军团队结合新获得的距离和质量的丈量功效,通过阐明X射线光谱数据,从而实现对黑洞自转速度的精确限制,对比之前的丈量功效,发明此次丈量的天鹅座X1黑洞动弹越发极端,黑洞视界面正在以至少95%的光速自转,这也是目前已知的独一一个以如此高速度动弹的黑洞系统。

与引力波探测比力

系统参数完整而且高精度的丈量,也使得研究团队可以对天鹅座X1黑洞双星系统的演化历程做出一个更严格的限制。澳大利亚莫纳什大学曼德尔传授领衔团队颁发恒星演化论文称,要想形成如此重量而且动弹极快的黑洞,星风损失应该要比之前估量的小好几倍,而此黑洞的前身星重达60倍的太阳质量。

苟利军研究员暗示,精确的系统参数丈量也给科学家提供了和引力波所探测到的黑洞进行比力的时机。天鹅座X1的自转极快,它和引力波所发明的黑洞系统表示出完全差异的动弹特征,这也意味着该X射线双星系统很有可能与引力波系统有着完全的差异形成机制。(完)