真人赌场网址:星海茫茫,捕捉“黑洞之王”

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2019-12-03 09:10

  LB—1艺术想象图。
  喻京川绘(新华网发)

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  恒星级黑洞由大质量恒星殒命造成,真人赌场网址:依照实践推算,上亿个恒星量级的黑洞“潜行”于茫茫星海中,想要找到它们却并不容易。

  我国天文学家使用郭守敬千里镜,通过长工夫、大范围的监测,发现迄今为止最大质量的恒星级黑洞,约为70倍太阳质量。这一发现,有望鞭策恒星演化和黑洞造成实践的革新,也开拓了使用郭守敬千里镜巡天上风征采黑洞的新途径。

  

  近日,国际期刊《自然》在线发布了中国天文学家主导的一项严重成果:中国科学院国家天文台刘继峰、张昊彤钻研员向导的钻研团队使用郭守敬千里镜(LAMOST)发现了一颗迄今为止最大质量的恒星级黑洞。这是继本年4月,黑洞首次展露“真颜”后,又一相干严重发现。

  这颗70倍太阳质量的超大恒星级黑洞远超实践预言的质量上限,倾覆了人们对恒星级黑洞造成的认知,堪称“黑洞之王”,有望鞭策恒星演化和黑洞造成实践的革新。

  上亿黑洞“深藏不露”,寻找它们是难点

  1915年爱因斯坦提出广义相对论,德国物理学家卡尔·史瓦西推导出了爱因斯坦场方程式的一个切确解,预言了黑洞的存在,自此人类就没有进行过对它的想象和探究。

  神秘的黑洞是如何造成的?像宇宙万物一样,恒星也会衰夙儒殒命。一些大质量恒星在核聚变反馈燃料耗尽时,内核会急剧坍缩,当其质量大于约3倍太阳质量时,便会坍缩为一个奇点,成为黑洞。因为其密度极高、引力超强,即即是光也无法从它身边逃离。

  依据其质量差别,天文学家将黑洞大致分为三类:恒星级黑洞(100倍太阳质量以下)、中等质量黑洞(100倍—10万倍太阳质量)和超大质量黑洞(10万倍太阳质量以上)。

  刘继峰说:“恒星级黑洞是由大质量恒星殒命造成的,在宇宙中普遍存在。依照实践推算,银河系中应该存在着上亿个恒星量级的黑洞。”

  然而,想要在茫茫宇宙中寻找到它们却并不容易。由于黑洞本身不发射和反射电磁波,仪器和肉眼都无法直接不都雅测到它。

  该怎么办?天文学家们尝试寻找各种间接证据,经过探究钻研,发现了一个征象:黑洞会“吃东西”。它在接近一颗恒星组成双星体系时,会以强大的“胃口”直接把对方的气体物质吸过来,造成吸积盘,并发射出豁亮的X射线光。通过探测这些X射线光,能够果决并选出黑洞候选体,再通过进一步监测伴星的运动,能够测量黑洞的质量并最终确认其存在。

  刘继峰介绍说,过去的50年里,天文学家通过这种方法发现了约20颗黑洞,质量均在3到20倍太阳质量之间。

  但是,依据实践预测,银河系中应该有上亿颗恒星级黑洞,而在黑洞双星体系中,可以发出X射线的只占一小局部。那么,“缄默”的大多数该若何被寻找到呢?于是,找到新方法,去发现数量庞大且没有X射线辐射的黑洞,成了天文学界近年来钻研的热点和难点。

  超大质量黑洞,超出模型实践上限

  2016年秋,国家天文台向导的钻研团队使用郭守敬千里镜发展双星课题钻研,历时两年监测了开普勒一个天区(K2—0)内的3000多颗恒星。

  在监测过程中,有一颗“走路拉风”的B型星引起了钻研职员的关注:这颗8倍太阳质量的蓝色恒星,不断在围绕一个“看不见的天体”做着周期性运动。

  团队成员、中国科学院大学钻研生郑传杰说:“它的光谱携带了十分丰硕的信息,除了能够获取它的有效温度、外貌重力、金属品貌等重要信息外,光谱中还有一条近乎静止且运行标的目的和B型星反相位的发射线,这点很不寻常。”

  通过各种迹象,钻研职员揣测,阿谁被B型星围绕的“看不见的天体”极有可能是一个黑洞。

  “依照多个千里镜的屡次不都雅测,我们进一步确认了B型星的性子。依照光谱信息,计算出B型星的金属品貌约为1.2倍太阳品貌,质量约为8倍太阳质量,年龄约为35百万年,间隔我们1.4万光年。”郑传杰说:“接着,依照B型星和其光谱中那条‘特殊’发射线的速率振幅之比,计算出该双星体系中存在一个质量约为70倍太阳质量的不成见天体。质量如斯之大的,只能是黑洞。”

  据刘继峰回顾,最初得到结果时,所有人都不敢信任。由于,目前恒星演化模型只允许在太阳金属品貌下造成最大为25倍太阳质量的黑洞,这颗新发现的黑洞质量已经超出了实践范围。

  《自然》杂志的审稿人对此也十分隆重,提出良多问题。钻研团队频频计算确认,“最终结果不乱。这可能意味着有关恒星演化造成黑洞的实践将被改写,或者以前某种黑洞造成机制被轻忽。”刘继峰说。

  并且,与其他已知的恒星级黑洞差别,这颗黑洞之前从未在任何X射线中被探测到过,它对其伴星吸积十分微弱,属于之前所说的“缄默”的大多数。刘继峰说:“这个严重发现还开拓了一条使用郭守敬千里镜的巡天上风寻找黑洞的新方法。”

  巡天监测,未来将刻画黑洞群像图

  值得一提的是,两年半的监测工夫里,郭守敬千里镜共为这项钻研做了26次不都雅测,累积曝光工夫约40个小时。“若是使用一架通俗4米口径千里镜来寻找如许一颗黑洞,同样的几率下,则必要40年的工夫。”刘继峰如许例如。

  为了留念郭守敬千里镜在发现这颗恒星级黑洞上做出的奉献,天文学家给这个包罗黑洞的双星体系定名为LB—1。

  LB—1的发现充分证实了郭守敬千里镜强大的光谱获取才能。郭守敬千里镜领有4000根光纤,比如长了4000只眼睛,一次可以不都雅测近4000个天体。2019年3月,郭守敬千里镜公开发布了1125万条光谱,成为环球首个打破千万的光谱巡天项目,被天文学家誉为全世界光谱获取率最高的“光谱之王”。

  郭守敬千里镜的一个个科学发现,让天文学家得以重新审视银河系:

  使用郭守敬千里镜数据,发现人类栖身的家园银河系比之前认识的大了一倍,还切确称量出银河系的体重约为太阳质量的9000亿倍;银河系晕的面容被改写,天文学家们发现银晕是个内扁外圆的“胖子”;此外,还发现了万冷炙颗贫金属星,领有了目前生界上最大、合适现有大千里镜跟踪不都雅测的宇宙化石样本;获取了上百万颗恒星的年龄,为银河系演化钻研提供了根底数据……

  此次这颗恒星级黑洞,是郭守敬千里镜发现的第一颗黑洞,它的出现将标识表记标帜着使用郭守敬千里镜巡天上风征采黑洞新时代的到来。

  据刘继峰介绍,接下来,钻研团队方案发展一个名为“黑洞猎手”的方案,使用郭守敬千里镜巡天上风批量发现黑洞并测量黑洞质量,“估计在未来5年内发现并测量出近百个黑洞,并刻画出一幅黑洞群像画。”刘继峰说。

  在征采黑洞的同时,郭守敬千里镜也将继续征采地外文明,通过探测系生手星宿主恒星及其性子,加快系生手星的征采及对地外生命的探究等。

  本版制图:蔡华伟 


  《 人民日报 》( 2019年12月03日 12 版)

(责编:曹昆)

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