來自歐洲南方天文台(ESO)和其他研究所的一組天文學家發現了一個距離地球僅1000光年的黑洞。這個黑洞比迄今為止發現的任何其他黑洞都更接近我們的太陽系,它構成了一個可以用肉眼看到的三重系統的一部分。研究小組使用位於智利ESO的La Silla天文台的MPG/ESO 2.2米望遠鏡追蹤這兩顆伴星,發現了這顆看不見的星體存在的證據。他們說這個系統可能只是冰山一角,因為將來會發現更多類似的黑洞。
「當我們意識到這是第一個可以用肉眼觀察到的黑洞星系時,我們完全驚呆了。」捷克共和國科學院榮譽退休科學家、該研究的合著者彼得·哈德拉瓦(Petr Hadrava)說。該星系位於望遠鏡星座,離我們如此之近,以至於在沒有雙筒望遠鏡或望遠鏡的情況下,在一個黑暗、晴朗的夜晚,從南半球就可以看到它的恆星。「這個系統包含了我們所知道的離地球最近的黑洞。」ESO科學家Thomas Rivinius說,他領導了5月6日發表在《天文學與天體物理學》上的研究。
該團隊最初觀察了這個被稱為HR 6819的系統,作為雙星系統研究的一部分。然而,當他們分析觀測結果時,他們驚訝地發現了HR 6819中第三具此前未被發現的「屍體」:一個黑洞。在La Silla的MPG/ESO 2.2米望遠鏡上用費羅斯攝譜儀進行的觀測表明,這兩顆可見恆星中的一顆每40天繞著一個看不見的物體運行,而第二顆恆星離這顆內部雙星有很長的距離。
迪特里希•巴德(Dietrich Baade)是歐洲南方天文台(ESO)的名譽天文學家,也是這項研究的合著者。多虧了歐洲觀測組織開創性的服務觀測計劃,這才成為可能。根據這項計劃,歐洲觀測組織的工作人員代表需要他們的科學家進行觀測。」
HR 6819中隱藏的黑洞是第一個被發現的恆星質量的黑洞,它與周圍環境沒有劇烈的相互作用,因此看起來是真正的黑色。但研究小組可以發現它的存在,並通過研究內部雙星的軌道來計算它的質量。「一個質量至少是太陽4倍的看不見的物體只能是一個黑洞。」在智利工作的Rivinius總結道。
到目前為止,天文學家在我們的星系中只發現了幾十個黑洞,幾乎所有的黑洞都與它們的環境發生強烈的相互作用,並通過在這種相互作用中釋放出強大的x射線而使它們的存在為人所知。但是科學家們估計,在銀河系的一生中,更多的恆星在它們結束生命的時候坍縮成黑洞。在HR6819中發現了一個無聲的、看不見的黑洞,這為銀河系中許多隱藏的黑洞的位置提供了線索。Rivinius說,「肯定有數億個黑洞,但我們只知道很少。知道該尋找什麼,應該能讓我們更好地找到它們。」巴德補充說,在一個離我們如此近的三重星系中發現一個黑洞,表明我們看到的只是「令人興奮的冰山一角」。
天文學家已經相信,他們的發現可能會給第二個星系帶來一絲光亮。「我們意識到,另一種被稱為LB-1的系統也可能是這樣的三重星系,儘管我們需要更多的觀察來確定這一點。」ESO博士後、該論文的合著者瑪麗安•海達(Marianne Heida)表示,「LB-1離地球稍遠,但在天文學上仍然非常接近,所以這意味著可能有更多這樣的系統存在。通過對它們的發現和研究,我們可以了解到很多關於這些稀有恆星的形成和演化。這些恆星的生命開始時的質量是太陽的8倍多,結束時變成超新星爆炸,留下一個黑洞。」
這一三重系統的發現,也可能為劇烈的宇宙合併提供線索,這種合併釋放出的引力波強大到足以在地球上被探測到。一些天文學家認為,這種合併可能發生在與HR 6819或LB-1結構類似的系統中,但內部是由兩個黑洞或一個黑洞和一個中子星組成的。遙遠的外部物體可以通過引力作用影響內部,從而觸發合併和釋放引力波。儘管HR 6819和LB-1隻有一個黑洞,沒有中子星,但這些系統可以幫助科學家了解恆星碰撞是如何在三重星系中發生的。