点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:21倍太阳质量、光速自转!人类对天鹅座X1黑洞有了新认识
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

21倍太阳质量、光速自转!人类对天鹅座X1黑洞有了新认识

来源:光明网2021-02-19 08:02

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  光明网讯(记者宋雅娟)2月19日凌晨,国际科学期刊《科学》(Science)杂志和《天体物理学报》(Astrophysical Journal)的三篇文章联合发布了对第一个恒星级黑洞——天鹅座X1(Cygnus X-1)的最新精确测量结果。来自澳大利亚、美国和中国的三个团队分别独立对黑洞的距离、质量、自旋及其演化做了最为精确的测量和限制,发现此系统包含了一个21倍太阳质量的黑洞,并且其自转速度极接近光速。这是目前人类发现并确认的唯一一个黑洞质量超过20倍太阳质量且自转如此之快的X射线双星系统。其中,中国科学院国家天文台苟利军研究员及学生赵雪杉、郑雪莹为《科学》杂志论文的合作者,并作为第一作者及通讯作者在《天体物理学报》发表关于黑洞自转精确测量的文章。

21倍太阳质量、光速自转!人类对天鹅座X1黑洞有了新认识

  图:天鹅座X1系统想象图 (版权:International Centre for Radio Astronomy Research)

  让霍金认输的黑洞之争

  天鹅座X1是一个X射线双星系统,除了包含能够产生X射线源的致密星之外,还包含一个蓝巨星。自从这个系统在1964年被美国探空火箭首次发现以来,其中致密天体究竟是黑洞还是中子星的问题一直是高能天体物理研究领域的热点。

  “天鹅座X-1是人类发现的第一个黑洞候选体。上世纪70年代,它刚刚被发现时,地球上最聪明的两个大脑——史蒂芬·霍金和基普·索恩为它是否是黑洞打了个赌。90年代,当时的观测证据表明,天鹅座X-1有90%的可能性是一个黑洞,霍金认输了。”苟利军介绍说。

  尽管霍金已经认输,然而对于这个系统性质一直缺乏精确测量。2011年,苟利军研究员和合作者就对这颗黑洞的性质首次做了一次精确测量的尝试。当时得出的结果是: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,并且发现黑洞的视界面在以72%的光速转动。

  主星质量超过20倍太阳质量

  2013年,欧洲航空局的盖亚(GAIA)卫星发射升空,计划对银河系内的10亿颗恒星的距离进行精确测量,当然也包括天鹅座X1在内的X射线双星。结果,盖亚卫星所给出的天鹅座X1的距离要比之前的距离远一些,大约为7100光年。

  在刚刚发表在《科学》上的文章中,来自澳大利亚柯廷大学的米勒-琼斯教授所领导的团队,利用美国的甚长基线干涉阵列(VLBA),通过三角视差方法对天鹅座X1的距离再次进行测量和确认。团队把新的观测数据和之前的观测数据相结合,同时消除了天鹅座X1的喷流运动所导致的系统误差效应之后,最终得到了天鹅座X1黑洞的最新距离,这一结果为7240光年,精度达到8%,这个距离和盖亚卫星给出的距离完全一致。

  在此基础之上,合作团队重新分析光学数据,发现黑洞质量增加了50%,增加到了21倍的太阳质量,精度为10%,这是X射线双星系统中目前唯一一个主星质量超过20倍太阳质量的黑洞X射线双星系统。

  近光速自转 或颠覆黑洞形成机制

  黑洞自转仅仅影响靠近黑洞视界面大约几百公里的范围,所以需要利用位于此区域的吸积盘所产生的光子能量更高的X射线波段数据来推断。苟利军研究员领导的研究团队结合新得到的距离和质量的测量结果,分析了X射线光谱数据,从而对黑洞的自转速度进行了精确限制,相比之前的测量结果,发现此次测量的黑洞转动更加极端,黑洞视界面正在以至少95%的光速自转,这也是目前已知的唯一一个以如此高速度转动的黑洞系统。这一关于自旋的总结结果也发表在今天上线的《科学》文章上,与此同时,详细的分析过程发表于同时上线的《天体物理学报》上。

  系统参数完整并且高精度的测量使得团队可以对此系统的演化过程做出一个更严格的限制。同为《科学》文章合作者的澳大利亚莫纳什大学的曼德尔教授领衔了另外一篇发表在《天体物理学报》上关于恒星演化的文章。这篇文章表明,要想形成如此重量并且转动极快的黑洞,星风损失应该要比之前预计的小好几倍,而此黑洞的前身星重达60倍的太阳质量。

  精确的系统参数测量也给我们提供了和引力波所探测到的黑洞进行比较的机会。天鹅座X1的自转极快,这和引力波所发现的黑洞系统表现出完全不同的转动特征,这也意味着此系统很有可能与引力波系统有着完全的不同形成机制。

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 网络中国节·元宵

  • 凉山小男孩住进新家走进新课堂

独家策划

推荐阅读
近日,《历史生物学》(Historical Biology)在线发表了由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所盖志琨、朱敏,山东科技大学姜文瑜,曲靖师范学院施晓东、李强等科研人员合作完成的最新研究成果。
2021-02-26 14:54
26日迎来元宵佳节。中科院紫金山天文台科普专家整理出一份月亮“冷知识”集锦,让您在品尝元宵的同时一并享用这份“超大碗”月亮百科。在月球大棚上线前,想在月亮上“干饭”还是自备干粮吧。
2021-02-26 10:27
近日,山东省科学院海洋仪器仪表研究所、齐鲁工业大学和中国科学院南海海洋研究所等机构的联合团队,在黄渤海海水透明度及其影响机理领域取得新进展。
2021-02-26 10:19
月球上的一些水(艺术图)可能来自于地球磁场屏蔽中的带电粒子。了解月球水的来源对于研究月球演化的历史,以及太阳风与月球和其他无空气天体的相互作用至关重要。
2021-02-26 10:18
近日,由复旦大学附属中山医院心内科教授葛均波、钱菊英团队研发的一种大小可调节的血管内抓捕器成功实现了专利转化。
2021-02-26 10:15
美国约翰斯·霍普金斯大学发布的新冠疫情最新统计数据显示,美国累计新冠死亡病例已经超过50万例,并且仍在持续攀升。比如,武汉大学教授李红良团队对来自湖北省
2021-02-26 10:14
相比于传统的质子计划系统中使用的笔行束计算方法,该计算可以在一秒内完成,并且准确度更高。
2021-02-26 10:12
我国每年发生急性心肌梗死的患者大约100万人。并且,急性心肌梗死的发生率和致死率在我国一直处于上升趋势。
2021-02-26 10:11
天文学家一直希望发现外星文明。一颗行星要有生命,必须要有液态水。
2021-02-26 10:08
近日,美国马萨诸塞州总医院(MGH)研究人员领导的一项最新研究表明,对于会在白天小睡的人来说,其小睡频率在一定程度上受基因调控。该研究发表于《自然—通讯》。
2021-02-26 10:07
澳都斯(Optus)是澳大利亚电信运营商。凯利·拜耳·罗斯马林是澳都斯现任首席执行官,她被评为“澳大利亚十大女企业家”和“澳大利亚商界50位最有权势的女性”。
2021-02-26 10:02
具有一定行业、区域影响力的工业互联网平台已超70个,广泛应用到30多个国民经济重点行业,近年来,中国工业互联网发展不断刷新高度、速度。
2021-02-26 09:58
一台30个量子比特的量子计算机的计算能力和一台每秒万亿次浮点运算的经典计算机水平相当。
2021-02-26 09:56
越是在媒介化社会,越是不能忽略人的主体作用。社交如此,我们工作生活的其他方面也是如此,“虚拟”与“现实”早已是你中有我,我中有你。
2021-02-26 09:55
随着绿色环保理念深入人心,越来越多的电商企业认识到包装废弃物引发的环境问题,部分企业更是提早开始为商品包装“瘦身减负”的实践。
2021-02-26 09:54
造纸工匠因地制宜,选取青藏高原分布广泛的瑞香科植物,如瑞香、结香、狼毒等植物纤维作为造纸原料,逐渐形成具有浓厚地域特色的藏纸。
2021-02-26 09:53
内蒙古生产力促进中心专题调研青山电气(内蒙古)股份有限公司的知识产权质押融资需求。
2021-02-26 09:38
科技部25日印发《关于加强科技创新促进新时代西部大开发形成新格局的实施意见》(以下简称“《意见》”)提出,加大科技型企业培育力度。实施“科技型中小企业成长路线图计划2.0”,促进企业与投资机构、金融机构对接,支持西部优质企业通过“新三板”、科创板上市融资。
2021-02-26 10:27
又到元宵赏月时。中国人对于月亮有特殊的情感,在古人眼里,那里有广寒宫,有捣药的玉兔,有砍不倒的桂树,有美丽的嫦娥和砍树的吴刚,是人间的缩影。
2021-02-25 12:44
目前,石河子开发区成为兵团第二个国家级双创示范基地,高新技术企业达到23家,占师市高新技术企业数68%。高新企业完成工业总产值212亿元、同比增长22.5%,占石河子开发区总产值比重的42%,带动石河子开发区经济增长4.6%。科技型企业达到25家,占师市的比重达到86%。
2021-02-25 10:01
加载更多