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

  • 习近平为出席亚冬会开幕式国际贵宾举行欢迎宴会

  • 习近平会见巴赫

独家策划

推荐阅读
很多人说睡前吃宵夜不好,最常说的理由就是会长胖。其实,长胖跟吃夜宵本身并没有很大关系。
2025-02-08 10:16
冬日暖阳下,搭乘摇橹船泛舟浙江杭州西溪国家湿地公园,水道如巷,河汊如网,如入画境。
2025-02-08 10:14
该研究团队就如何度量全球尺度土壤水分站点空间代表性、如何表述地面的复杂性、这种复杂性又如何影响站点的代表性三个方面展开了研究。他们提出了新指标“站点相似面积比”,该新指标的优势在于不仅考虑了卫星像素内环境因素的空间异质性,还考虑了站点的下垫面情况。
2025-02-08 10:04
在山东省邹城市,有着百年传承历史的非遗——火虎表演,也以全新面貌迎接申遗成功后的首个春节。”春节期间,天津游客孙先生来到河南省开封府景区,沉浸式体验开封市首个全息侦探剧目《闸口盘车案》表演。
2025-02-08 09:58
托卡马克最初是由苏联库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的,是一种利用磁场约束带电粒子来实现可控核聚变的环形容器。
2025-02-08 09:22
踩着“咯吱、咯吱”作响的积雪深一脚浅一脚地前行,时不时俯下身子仔细查看。大年初三中午,塔里木油田油气运销部管道工程师胡毅正和同事沿着线路做检查。
2025-02-07 09:29
云南省丽江市玉龙纳西族自治县太安乡,海拔2827米,中国科学院空天信息创新研究院西南丽江卫星数据接收站(以下简称丽江站)就坐落于此。唐梦月之前一直在北京密云卫星数据接收站工作,2023年7月,他主动请缨支援建设,从北京来到了丽江。
2025-02-07 10:07
记者从全国林业和草原工作视频会议上获悉:2024年我国完成国土绿化任务超1亿亩,包括造林6669万亩、种草改良4836万亩,其中,治理沙化石漠化土地3683万亩。
2025-02-07 10:04
此地坐落着我国单体容量最大的“沙戈荒”光伏项目——中国绿发集团所属新疆中绿电技术有限公司(以下简称“新疆中绿电”)若羌400万千瓦光伏项目。春节假期,担任新疆中绿电若羌区域运检中心副经理的郭晓阳,选择坚守在项目现场。
2025-02-07 09:59
6日,记者从中国科学技术大学了解到,该校陈维教授课题组首次提出一种基于电化学原理的绿色可持续废弃物回收管理策略,能够同时实现废旧锂离子电池正极材料中的锂资源回收和工业尾气中氮氧化物污染物的捕获和转化。
2025-02-07 09:58
构建“教育-认证-就业-成长”的全链条生态,让每个飞手都能找到属于自己的“升空航道”。
2025-02-06 14:23
松下的重组绝非简单的业务收缩,而是日本制造业在数字经济时代的一次战略校准。
2025-02-06 13:20
该奖项是国际卒中领域临床医学的最高奖,设立34年以来,这是亚洲科学家第一次获奖。
2025-02-07 09:52
西湖大学未来产业研究中心、工学院王睿团队在钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池领域取得重要成果。
2025-02-06 09:20
不能否认,关键核心技术“卡脖子”问题仍未解决,笔者在调研中也发现,解决“卡脖子”问题,需要把握好几个关系。
2025-02-06 09:23
我们知道,光速是人类已知的速度极限。1秒时间里,光可以穿越30万千米,相当于绕地球赤道7圈半;而在1阿秒内,光只能传播0.3纳米的距离,大概相当于一两个硅原子的长度。
2025-02-06 09:22
借助高时间分辨率的观测数据,研究团队确认了合声波的局部生成是由电子运动引起的,并量化了波与电子之间的能量转移速率。”  谈及未来的研究计划,刘成明说:“团队将继续深入探索合声波背后的非线性机制,特别是其普遍性和作用条件。
2025-02-06 09:49
加拿大Xanadu量子技术公司开发出全球首台可扩展光量子计算机原型。研究人员指出,数千个这样的单元可以通过光纤电缆连接,从而创建具有巨大处理能力的大型量子计算机。为了验证这一理念,研究人员构建了一个由四个服务器机架组成的原型系统。
2025-02-06 09:35
毋庸讳言,当下中国科技产业正面临双重压力:一边是西方技术封锁不断加码,另一边是AI、量子计算等新赛道竞争白热化。而今,创新的火炬已经点燃,当点点星火汇聚成璀璨星河,声声号角激荡起创新浪潮,当信心之帆迎风鼓满,东方大国必将驶向科技强国的星辰大海。
2025-02-06 09:29
近日,农业农村部成都沼气科学研究所厌氧微生物创新团队与日本科学家合作发现了一种合作共赢的菌群互作模式。
2025-02-05 09:23
加载更多