距离地球仅2000光年的破纪录黑洞是如何被发现的?

距离地球仅2000光年的破纪录黑洞是如何被发现的? 天文学家发现了银河系中质量最大的恒星黑洞,这要归功于它在一颗伴星上引起的摆动运动。这幅艺术家印象图显示了这颗恒星和被称为盖亚 BH3 的黑洞围绕它们共同的质量中心运行的轨道。图片来源:ESO/L.卡尔卡达欧洲南方天文台的甚大望远镜(ESO's VLT)和其他地面天文台的数据被用来验证这个黑洞的质量,它的质量是太阳的 33 倍,令人印象深刻。恒星黑洞是由大质量恒星坍缩形成的,之前在银河系中发现的恒星黑洞的质量平均约为太阳的 10 倍。即使是银河系中已知的第二大质量恒星黑洞天鹅座 X-1,其质量也只有 21 个太阳质量,因此这次新观测到的 33 个太阳质量的恒星黑洞是非常罕见的[1]。值得注意的是,这个黑洞离我们还非常近它距离我们只有2000光年,位于天鹰座,是已知距离地球第二近的黑洞。这个黑洞被命名为盖亚 BH3 或简称 BH3,是研究小组在审查盖亚观测数据,为即将发布的数据做准备时发现的。盖亚合作小组成员、法国巴黎PSL天文台国家科学研究中心(CNRS)的天文学家帕斯夸莱-帕努佐(Pasquale Panuzzo)说:"没有人想到会发现一个潜伏在附近、至今未被发现的高质黑洞。这种发现在你的研究生涯中只有一次"。这幅艺术家的印象图将银河系中的三个恒星黑洞并排进行了比较:盖亚BH1、天鹅座X-1和盖亚BH3的质量分别是太阳的10倍、21倍和33倍。盖亚BH3是迄今为止在银河系中发现的质量最大的恒星黑洞。黑洞的半径与其质量成正比,但请注意,黑洞本身并没有被直接成像。图片来源:ESO/M.Kornmesser这些观测数据揭示了伴星的关键特性,再加上盖亚的数据,天文学家得以精确测量出BH3的质量。[2]这段视频放大了 BH3,它是迄今为止在银河系中发现的质量最大的恒星黑洞。该黑洞的发现得益于它在一颗伴星上引起的摆动,在这里可以看到,在变焦结束时,它是画面中心的一个亮点。视频末尾的插图是艺术家绘制的 BH3(红色)及其伴星(蓝色)围绕共同质心的轨道动画。资料来源:ESO/L.Calçada, N. Risinger (), DSS.音乐:Martin Stuertzer马丁-斯图尔泽天文学家已经在银河系外发现了类似的大质量黑洞(使用的是另一种探测方法),并推测它们可能是由化学成分中氢和氦以外的重元素极少的恒星坍缩形成的。这些所谓的贫金属恒星被认为在其生命周期中损失的质量较少,因此有更多的剩余物质在其死亡后产生高质黑洞。但直到现在,还没有证据表明贫金属恒星与高质黑洞有直接联系。这幅图像显示的是盖亚 BH3 周围区域的广域视图,盖亚 BH3 是银河系中质量最大的恒星黑洞。这里看不到黑洞本身,但可以看到围绕它运行的恒星就在这张照片的中心位置,这张照片是由数字化巡天 2 拍摄的。图片来源:ESO/数字化巡天 2。鸣谢:D:D. De Martin成对的恒星往往具有相似的成分,这意味着BH3的伴星拥有关于坍缩形成这个特殊黑洞的恒星的重要线索。紫外可见光谱仪的数据显示,伴星是一颗非常贫金属的恒星,这表明坍缩形成 BH3 的恒星也是贫金属的正如预测的那样。这个艺术家用太空引擎制作的动画展示了银河系中一些恒星黑洞的位置和距离(单位:光年[ly]):盖亚 BH3,一个目前发现的质量最大的恒星黑洞;天鹅座 X-1,质量次之的恒星黑洞;盖亚 BH1,距离地球最近的黑洞。在我们银河系的中心,潜藏着一个超大质量黑洞人马座 A*。请注意,由于投影效应,盖亚BH3看起来比盖亚BH1离太阳更近,但实际上前者离太阳更远。这是迄今为止发现的距离地球第二近的黑洞。图片来源:ESO/L.Calçada/Space Engine ()帕努佐领导的这项研究成果今天发表在《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)杂志上。论文合著者、盖亚合作小组成员、法国国家科学研究中心(CNRS)巴黎天文台科学家伊丽莎白-卡福(Elisabetta Caffau)说:"由于这一发现的独特性,我们采取了一个特殊的步骤,在即将发布盖亚数据之前根据初步数据发表了这篇论文。尽早提供数据将使其他天文学家能够立即开始研究这个黑洞,而不必等到最早计划于2025年底发布的完整数据。"对这个系统的进一步观测可以揭示更多关于它的历史和黑洞本身的信息。例如,欧洲南方天文台 VLT 干涉仪上的 GRAVITY 仪器可以帮助天文学家发现这个黑洞是否从周围环境中吸入了物质,从而更好地了解这个令人兴奋的天体。说明这并不是银河系中质量最大的黑洞这个称号属于银河系中心的超大质量黑洞人马座A*,它的质量大约是太阳的400万倍。但盖亚 BH3 是银河系中已知质量最大的黑洞,它是由恒星坍缩形成的。除了欧洲南方天文台 VLT 上的 UVES 外,这项研究还依靠了以下设备提供的数据:由比利时鲁汶大学与瑞士日内瓦大学天文台合作在西班牙拉帕尔马运行的墨卡托望远镜上的 HERMES 摄谱仪;以及上普罗旺斯天文台OSU 毕达研究所的 SOPHIE 高精度摄谱仪。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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盖亚太空望远镜在1500光年之外发现已知最重的黑洞 一个由特拉维夫大学(Tel Aviv University)研究人员组成的国际研究小组在特拉维夫大学教授 Tsevi Mazeh 的参与下发现了一颗恒星,它围绕着一个比太阳质量重 33 倍的黑洞运行,距离地球 1500 光年。这个黑洞是利用欧洲盖亚太空望远镜的数据发现的,它比银河系中其他已知黑洞重三倍多。盖亚号太空望远镜由欧洲航天局于2013年发射升空,此后一直在定期测量银河系中十多亿颗恒星的位置和亮度,其精确度前所未有,相当于精确到毫米级确定月球上一粒沙子的位置。一个由欧洲数百名科学家组成的组织负责处理从航天器传来的数据,并将其提供给整个科学界。TAU 雷蒙德和贝弗利-萨克勒物理和天文学学院的 Tsevi Mazeh 教授(名誉教授)领导的研究小组参与了利用航天器数据发现的双星系统的研究。这项研究发表在著名的《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)杂志上。这幅艺术家的印象图将银河系中的三个恒星黑洞并排进行了比较:它们的质量分别是太阳的10倍、21倍和33倍。盖亚BH3是迄今为止在银河系中发现的质量最大的恒星黑洞。黑洞的半径与其质量成正比,但请注意,黑洞本身并没有被直接成像。图片来源:ESO/M.Kornmesser双星的大样本还包括包含黑洞的系统黑洞是宇宙中最罕见的天体之一。黑洞的存在是宇宙中最神奇的现象之一,爱因斯坦的广义相对论早在 1939 年就预言了它的存在。根据公认的理论,当恒星内核核燃烧过程的燃料耗尽时,恒星就会向中心坍缩。如果恒星的质量足够大,所有剩余物质都会坍缩成一个密度无限大的单点。因此,我们可以把黑洞看作是恒星的"尸体",它已经结束了自己的生命周期,坍缩到自身内部。天体物理学家仍在努力了解导致物质坍缩到中心点的极端条件,因此每次发现黑洞都会让天文学家们兴奋不已。发现黑洞非常困难,因为光无法克服黑洞附近强大的引力。当黑洞与一颗普通恒星组成双星系统时,可见恒星的运动可以用来测量其不可见伙伴的质量,从而证明它确实是一个黑洞。事实上,在短短几年时间里,盖亚已经发现了两个黑洞。Tsevi Mazeh 教授。图片来源:特拉维夫大学Mazeh 教授和日内瓦大学的 Laurent Eyer 教授成立了一个小组,利用航天器的数据寻找黑洞,小组成员包括来自法国、德国、西班牙、比利时、波兰和瑞士的科学家。在研究新数据时,研究小组发现了一个含有特殊黑洞的双星系统,这种黑洞以前从未发现过,其质量为33个太阳质量,距离我们大约1500光年。这个新的黑洞比银河系中任何其他已知的黑洞都要重三倍以上。这个被命名为盖亚 BH3 的双星系统包含一颗普通恒星,它似乎形成于一百多亿年前,当时我们的银河系还非常年轻。这颗恒星以 11 年为一个周期绕着黑洞运行。在Mazeh教授的建议下,团队决定立即公布这一轰动性的消息,而不是等到有序地公布所有发现的系统。航天器团队包括 TAU 的研究人员波特环境与地球科学学院院长 Shay Zucker 教授、Simchon Faigler 博士、Sahar Shahaf 博士(现就职于魏兹曼研究所)、Dolev Bashi 博士(现就职于剑桥大学)、Avraham Binnenfeld(研究生)和 Oded Orenstein(本科二年级学生)都被列为今天发表的科学文章的撰稿人,该文章报道了这一发现。Tsevi Mazeh 教授:"这是银河系中目前已知的双星系统中最重的黑洞,这一发现令人兴奋。从首次提出黑洞存在的假设到发现第一个黑洞,大约过去了三十年,而在我们能够发现盖亚BH3当今已知周期最长的双星系统之前,已经过去了五十多年。人类是如何在浩瀚无垠的宇宙中航行并发现如此神秘的天体的,真是令人惊叹。我深信,这一发现将为我们开启一种新的思维模式,让我们了解在银河系中巡游的黑洞的存在和普遍性"。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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天文学家发现"系外金星"Gliese 12 b 距离地球仅40光年的潜在宜居世界 Gliese 12 b 围绕着一颗距离我们只有 40 光年的红矮冷恒星运行,它有望告诉天文学家更多关于靠近恒星的行星是如何保留或失去大气层的信息。在这幅艺术家的构想图中,Gliese 12 b保留着稀薄的大气层。图片来源:NASA/JPL-Caltech/R.Hurt (Caltech-IPAC)这颗可能适合人类居住的行星被命名为"Gliese 12 b",每12.8天绕其主恒星运行一圈,大小与金星相当,因此比地球略小,表面温度估计为42°C(107°F),低于迄今为止确认的5000多颗系外行星中的大多数。不过,这只是假设它没有大气层,而大气层是确定它是否适合居住的关键的下一步。Gliese 12 b 的大气层可能与地球类似。它可能是金星的写照,金星经历了失控的温室效应,变成了一个 400°C (752°F)的地狱。它也可能没有大气层,或者是太阳系中没有的另一种大气层。得到答案至关重要,因为这将揭示Gliese 12 b 是否能保持适合液态水(可能还有生命)在其表面存在的温度,同时还能解开地球和金星的进化过程和原因如此不同的答案。Gliese 12 b绝不是第一颗被发现的类地行星,但正如美国宇航局所说,像它这样值得仔细观察的世界屈指可数。据估计,Gliese 12 b 的大小可能和地球一样大,也可能略小于地球,与太阳系中的金星相当。这幅艺术家的概念图比较了地球与Gliese 12 b的不同可能解释,从没有大气层到有类似金星的厚大气层。图片来源:NASA/JPL-Caltech/R.Hurt (Caltech-IPAC)Gliese 12 b:詹姆斯-韦伯太空望远镜的主要目标它被称为"迄今为止发现的最近的、凌日的、温带的、地球大小的世界",也是美国宇航局耗资 100 亿美元的詹姆斯-韦伯太空望远镜进一步调查的潜在目标。距离我们最近的类地行星也可能是最著名的类地行星是半人马座比邻星b,它距离我们只有4光年。然而,由于它不是一个凌日世界,我们还有很多东西要了解,包括它是否有大气层和孕育生命的潜力。大多数系外行星都是通过凌日法发现的,即从我们的视角看,行星从其恒星前方经过,导致主恒星亮度下降。在凌日过程中,恒星的光线也会穿过系外行星的大气层,一些波长的光线会被吸收。不同的气体分子会吸收不同的颜色,因此凌日提供了一组化学指纹,可以被韦伯望远镜等仪器探测到。Gliese 12 b 在系外行星研究中的意义Gliese 12 b的意义还在于,它可能有助于揭示银河系中的大多数恒星即冷恒星是否能够孕育有大气层的温带行星,从而适合居住。由两个国际天文学家小组发现的"外金星"今天(5 月 23 日)发表在《英国皇家天文学会月刊》上。它围绕着一颗名为Gliese 12 的冷红巨星运行,Gliese 12 距地球近 40 光年,位于双鱼座。研究人员的见解澳大利亚南昆士兰大学天体物理学中心博士生 Shishir Dholakia 说:"Gliese 12 b 是研究绕冷恒星运行的地球大小的行星能否保留大气层的最佳目标之一,这是推进我们对整个银河系行星宜居性的认识的关键一步。"他与爱丁堡大学和伦敦大学学院的博士生 Larissa Palethorpe 共同领导了一个研究小组。系外行星的宿主恒星大小约为太阳的 27%,表面温度约为太阳的 60%。然而,Gliese 12与这颗新行星之间的距离仅为地球与太阳之间距离的7%。因此,Gliese 12 b 从恒星获得的能量是地球从太阳获得能量的 1.6 倍,约为金星的 85%。了解大气影响太阳辐射的这种差异非常重要,因为它意味着地球表面温度在很大程度上取决于大气条件。与Gliese 12 b 的估计表面温度 42°C (107°F)相比,地球的平均表面温度为 15°C (59°F)。Dholakia解释说:"大气层会捕获热量,而且根据类型的不同,会大大改变实际的表面温度。我们引用的是行星的'平衡温度',也就是行星在没有大气层的情况下的温度。这颗行星的科学价值主要在于了解它可能拥有什么样的大气层。由于Gliese 12 b获得的光量介于地球和金星从太阳获得的光量之间,因此它对于缩小太阳系中这两颗行星之间的差距很有价值"。Palethorpe 补充说:"人们认为,地球和金星最初的大气层是被剥离的,然后通过火山排气和太阳系残留物质的轰击得到补充。地球是宜居的,但金星由于完全失去了水而不适宜居住。由于Gliese 12 b的温度介于地球和金星之间,它的大气层可以让我们了解行星在发展过程中的宜居性途径"。研究人员与东京的另一个研究小组一起,利用美国国家航空航天局(NASA)的TESS(凌日系外行星巡天探测卫星)的观测数据,帮助完成了他们的发现。东京天体生物学中心的项目助理教授 Masayuki Kuzuhara 与东京大学的项目助理教授 Akihiko Fukui 共同领导了一个研究小组:"虽然我们还不知道它是否拥有大气层,但我们一直把它看作是外金星,其大小和从恒星获得的能量与我们在太阳系中的行星邻居相似"。保留大气层的一个重要因素是恒星的风暴特征,红矮星往往磁性活跃,因此会产生频繁而强大的 X 射线耀斑。然而,这两个研究小组的分析结果表明,Gliese 12并没有出现这种极端行为的迹象,这让人们希望格利泽12号b的大气层可能仍然完好无损。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的研究天体物理学家迈克尔-麦克尔文(Michael McElwain)是Kuzuhara和Fukui论文的合著者之一。为了更好地了解这些行星大气层和进化结果的多样性,我们需要更多像Gliese 12 b这样的例子。 ... PC版: 手机版:

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