天文学家在我们的"宇宙后院"发现离地球最近的黑洞：盖亚BH1

天文学家在我们的"宇宙后院"发现离地球最近的黑洞：盖亚BH1盖亚BH1在天文学上距离地球足够近，以至于美国国家科学基金会的NOIRLab天文学中心认为它是"在我们的宇宙后院"。天体物理学家卡里姆-艾尔-巴德瑞（KareemEl-Badry）在NOIRLab周五的一份声明中说："虽然有很多人声称探测到了这样的系统，但几乎所有这些发现后来都被驳斥了。而这是第一次毫不含糊地探测到在我们银河系中围绕恒星质量黑洞的宽广轨道上的类似太阳的恒星。"与生活在星系中心的超大质量黑洞相比，恒星质量的黑洞是我们太阳质量的5到100倍。El-Badry是本周发表在《皇家天文学会月报》上的一篇关于黑洞的论文的主要作者。冗长的合著者名单表明这项研究是多么复杂和具有挑战性。找到这个黑洞是一个具有许多层次的科学胜利。这个天文学故事从欧洲航天局的盖亚空间观测站开始，该观测站正在对我们银河系的恒星进行编目。研究人员在Gaia数据中发现了一颗非常像我们太阳的恒星，它显示出一种独特的摆动，表明有东西在拉扯它。那东西原来就是休眠的黑洞。休眠黑洞很难被发现，因为它们没有大肆喧哗（就像黑洞被发现会"打饱嗝",喷射出吸入的内容物），它们只是安静地在一旁呆着。盖亚团队成员TinekeRoegiers周五在欧空局的一份声明中写道："能够发现这个黑洞的唯一原因是盖亚能够以如此高的精度看到（围绕它运行的）恒星的位置。当恒星围绕着黑洞移动时，这个位置就会晃动。"盖亚的发现只是一个开始。天文团队转向其他望远镜来观察这一发现。由夏威夷NOIRLab操作的双子座北方望远镜发挥了关键作用，让研究小组对盖亚发现的恒星的轨道进行了精确测量。El-Badry说："我们找不到任何合理的天体物理学方案来解释观察到的该系统的轨道，不涉及至少一个黑洞。"像这样的黑洞是由大质量恒星坍缩形成的，因此盖亚BH1和它的伴星组成了一个双星系统。该系统的形成和演变有点神秘。Roegiers将这个黑洞描述为"相当特别"，他说："它不同于所有其他已知的黑洞，它的存在很难用标准的双星演化模型来解释。"NOIRLab估计，银河系中可能有1亿个恒星质量的黑洞，尽管被证实的黑洞非常少。盖亚BH1的发现是朝着定位和了解那些没有向宇宙大声宣布其存在的安静黑洞迈出的重要一步。因此，盖亚BH1可能是对双星系统如何演变的新理解的开始。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331871.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331871.htm

天文学家揭开球状星团的起源的神秘面纱

天文学家揭开球状星团的起源的神秘面纱科学家们发现了强有力的证据，证明当球状星团在130亿年前形成时，球状星团内存在着超大质量的恒星。这里是距离地球22000光年的球状星团M13的图像，它由100万颗恒星组成，被挤压在150光年宽的空间里。资料来源：HSTSTScINASAESA了解这一独特的特征代表了天文学领域的一个重大难题。此前，来自日内瓦大学和巴塞罗那大学以及巴黎天体物理研究所（隶属于法国国家科学研究中心和索邦大学）的研究人员猜想，他们已经在球状原星团中探测到了这些恒星的最初化学证据。这些原星团是在大爆炸后大约4.4亿年才出现的。这些结果是通过詹姆斯-韦伯太空望远镜的观测获得的，发表在《天文学和天体物理学》杂志上。球状星团是分布在一个球体中的非常密集的恒星群，其半径从十几到一百光年不等。它们可以包含多达100万颗恒星，在所有类型的星系中都能找到。我们的星系就有大约180个这样的星系。它们最大的谜团之一是其恒星的组成：为什么会有如此多的变化？例如，氧气、氮气、钠和铝的比例在每颗恒星之间都有所不同。然而，它们都是在同一时间，在同一片气体云中诞生的。天体物理学家说的是"丰度异常"。寿命很短的怪物来自日内瓦大学（UNIGE）和巴塞罗那大学以及巴黎天体物理研究所（CNRS和索邦大学）的一个团队在解释这一现象方面取得了新进展。在2018年，它已经开发了一个理论模型，根据这个模型，超大质量的恒星在这些星团的形成过程中会"污染"原来的气体云，以异质的方式使其恒星富含化学元素。"今天，由于詹姆斯-韦伯太空望远镜收集的数据，我们相信我们已经发现了这些非凡恒星存在的第一个线索，"UNIGE理学院天文学系的全职教授CorinneCharbonnel解释说，他也是该研究的第一作者。这些天体怪物的质量是太阳的5000到10000倍，其中心温度是太阳的5倍（7500万℃）。但是要证明它们的存在是很复杂的。''球状星团的年龄在100到130亿年之间，而超级恒星的最大寿命是200万年。因此，它们很早就从目前可以观测到的星团中消失了。"巴塞罗那大学ICREA教授、该研究的共同作者MarkGieles解释说："只剩下间接的痕迹。"通过光线揭示出来由于詹姆斯-韦伯望远镜的非常强大的红外视力，共同作者能够支持他们的假设。该卫星捕捉到了我们宇宙中迄今为止已知的最遥远和最年轻的星系之一所发出的光。GN-z11位于大约133亿光年处，只有几千万年的历史。在天文学中，对宇宙物体的光谱分析是确定其特征的一个关键因素。在这里，这个星系所发出的光提供了两个有价值的信息。"已经确定它含有非常高比例的氮和非常高密度的恒星，"UNIGE理学院天文学系副教授DanielSchaerer说，他是这项研究的共同作者。"这表明在这个星系中正在形成几个球状星团，而且它们仍然藏有一颗活跃的超大质量恒星。氮气的强烈存在只能用氢气在极高温度下的燃烧来解释，只有超大质量恒星的核心才能达到这种温度，正如我们团队的硕士生LauraRamirez-Galeano的模型所示，"CorinneCharbonnel解释说。这些新结果加强了国际团队的模型。这个模型是目前唯一能够解释球状星团中丰度异常的模型。科学家们的下一步将是利用詹姆斯-韦伯的数据，在遥远的星系中形成的其他球状星团上测试这个模型的有效性。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367057.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367057.htm

天文学家揭开宇宙最重黑洞双星之谜

天文学家揭开宇宙最重黑洞双星之谜两个超大质量黑洞的合并是一个早已被预测到的现象，尽管从未被直接观测到过。天文学家提出的一个理论是，这些系统的质量如此之大，以至于它们耗尽了宿主星系中驱动合并所需的恒星物质。利用双子座北望远镜的档案数据，一个天文学家小组发现了一个双黑洞，为这一观点提供了有力的证据。据研究小组估计，这个双黑洞的质量是太阳质量的280亿倍，是迄今为止测量到的最重的双黑洞。这次测量不仅为双星系统的形成及其宿主星系的历史提供了宝贵的背景资料，而且还支持了一个由来已久的理论，即超大质量黑洞双星的质量在阻止超大质量黑洞合并方面起着关键作用。资料来源：NOIRLab/NSF/AURA/J.daSilva/M.Zamani几乎每个大质量星系的中心都有一个超大质量黑洞。当两个星系合并时，它们的黑洞会形成一对双星，这意味着它们处于相互束缚的轨道上。据推测，这些双星最终会合并，但这一现象从未被观测到过[1]。几十年来，天文学家们一直在讨论这样的事件是否可能发生。在最近发表于《天体物理学报》（TheAstrophysicalJournal）的一篇论文中，一个天文学家小组提出了对这一问题的新见解。一个天文学家小组利用由美国国家科学基金会NOIRLab负责运行的双子座北望远镜（国际双子座天文台的一半）提供的档案数据，测量出了迄今发现的最重的一对超大质量黑洞。两个超大质量黑洞的合并是一种早已被预测到的现象，但从未被观测到过。这对超大质量黑洞提供了一些线索，说明为什么宇宙中发生这种事件的可能性如此之小。双子座北区前所未有的洞察力研究小组利用夏威夷双子座北望远镜（由美国国家科学基金会资助的NOIRLab运行的国际双子座天文台的二分之一）的数据，分析了位于椭圆星系B20402+379内的一个超大质量黑洞双星。这是迄今为止唯一一个被分辨得足够详细，可以分别看到两个天体的超大质量黑洞双星，[2]而且它还保持着迄今为止直接测量到的最小间隔记录--仅仅24光年[3]。虽然如此接近的分离预示着强大的合并，但进一步的研究发现，这对天体已经在这个距离上停滞了30多亿年，这不禁让人产生疑问：是什么阻碍了合并？双黑洞合并的挑战为了更好地了解这个系统的动态及其停止的合并，研究小组研究了双子座北区的双子座多目标摄谱仪（GMOS）的档案数据，这些数据使他们能够确定黑洞附近恒星的速度。"GMOS出色的灵敏度使我们能够测绘出恒星在靠近星系中心时的速度，"论文共同作者、斯坦福大学物理学教授罗杰-罗曼尼（RogerRomani）说。"有了这些，我们就能推断出居住在那里的黑洞的总质量。"据研究小组估计，这对双星的质量是太阳质量的280亿倍，是迄今测量到的最重的双黑洞。这一测量结果不仅为双星系统的形成及其宿主星系的历史提供了宝贵的背景资料，而且还支持了一个由来已久的理论，即超大质量双黑洞的质量在阻止潜在合并中起着关键作用[4]。"为国际双子座天文台提供服务的数据档案蕴藏着一座尚未开发的科学发现金矿，"国家科学基金会国际双子座天文台项目主任马丁-斯蒂尔说，"对这个极端超大质量双黑洞的质量测量是一个令人敬畏的例子，说明了探索这一丰富档案的新研究可能产生的影响。"二进制系统的形成与未来了解这个双星是如何形成的，有助于预测它是否以及何时会合并--一些线索表明，这对双星是通过多个星系合并形成的。首先，B20402+379是一个"化石星系团"，这意味着它是整个星系团的恒星和气体合并成一个大质量星系的结果。此外，两个超大质量黑洞的存在，加上它们巨大的总质量，表明它们是由多个星系的多个较小黑洞合并而成的。星系合并后，超大质量黑洞不会正面相撞。相反，当它们进入一个有束缚的轨道时，就会开始互相弹射。它们每经过对方一次，能量就会从黑洞传递到周围的恒星。随着它们能量的流失，这对黑洞被越拖越近，直到相距仅有一光年时，引力辐射占据上风，它们才会合并。这一过程已经在成对恒星质量的黑洞中被直接观测到--有史以来的第一次记录是在2015年通过引力波的探测--但从未在超大质量的双星中观测到过。停滞不前的合并与未来联合的可能性通过对该星系巨大质量的新了解，研究小组得出结论，需要有数量特别多的恒星才能减缓双星轨道的速度，使它们如此接近。在这个过程中，黑洞似乎甩掉了它们附近几乎所有的物质，使得星系核心缺少恒星和气体。由于没有更多的物质来进一步减缓这对天体的轨道，它们的合并在最后阶段停滞了。罗曼尼说："通常情况下，黑洞对较轻的星系似乎有足够的恒星和质量来驱动两者迅速结合在一起。由于这对黑洞非常重，因此需要大量恒星和气体来完成这项工作。但是这对黑洞已经将中央星系中的这些物质清除干净，使它停滞不前，可供我们研究。"这对天体究竟会克服停滞状态，最终以数百万年的时间尺度合并，还是永远继续在轨道上徘徊，目前尚无定论。如果它们真的合并，产生的引力波将比恒星质量的黑洞合并产生的引力波强大一亿倍。这对天体有可能通过另一次星系合并来征服最后的距离，这将为星系注入更多的物质，或者有可能是第三个黑洞，从而使这对天体的轨道慢到足以合并。不过，鉴于B20402+379是一个化石星系团，另一个星系合并的可能性不大。"我们期待着对B20402+379的内核进行后续调查，我们将研究其中存在多少气体，"论文第一作者、斯坦福大学本科生TirthSurti说。"这应该能让我们更深入地了解超大质量黑洞最终能否合并，或者它们是否会作为双星搁浅。"说明虽然有证据表明超大质量黑洞之间的距离只有几光年，但似乎没有一个黑洞能够跨越这个最终距离。关于这种事件是否可能发生的问题被称为"最终-秒差距问题"，几十年来一直是天文学家们讨论的话题。以前曾对含有两个超大质量黑洞的星系进行过观测，但在这些情况下，它们相距数千光年--太远了，不可能像在B20402+379中发现的双星那样处于相互结合的轨道上。其他黑洞动力源的距离可能更小，不过这些都是通过间接观测推断出来的，因此最好归类为候选双星。这一理论最早是由贝格尔曼等人于1980年提出的，根据数十年来对星系中心的观测，这一理论一直被认为是存在的。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422216.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422216.htm

天文学家可能发现迄今为止离地球最近的已知黑洞

天文学家可能发现迄今为止离地球最近的已知黑洞天文学家可能已经发现了一个怪物黑洞，它是已知的最接近地球的黑洞之一。据研究小组称，这个黑洞的质量相当于12个太阳，它被发现悄悄地潜伏在我们的后院。对于黑暗到光都无法从其中逃脱的天体来说，黑洞在墨色的黑暗空间中很难被发现并不令人惊讶。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1329131.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1329131.htm

天文学家发现有纪录以来最大宇宙黑洞

天文学家发现有纪录以来最大宇宙黑洞天文学家近期借助“引力透镜”效应，观察到有史以来超大质量黑洞。法新社报道，这项于星期三（3月29日）刊登在《皇家天文学会月刊》（RoyalAstronomicalSociety，简称RAS）的研究说，科学家在前景星系中发现了一个超大质量黑洞，其质量是太阳质量的300亿倍以上，是迄今观察到的四大黑洞之一；距离地球约有20亿光年。领导这项研究的英国达勒姆大学的天文学家南丁格尔（JamesNightingale）说，他们是在一个“非常偶然的”情况下，在遥远宇宙中某个星系光线极其靠近黑洞时，透过“引力透镜”发现了超大质量黑洞（Supermassiveblackhole，简称SMBH）。“引力透镜”（GravitationalLensing）是科学家爱因斯坦的广义相对论所预言的一种现象。由于时空在大质量天体附近发生畸变，光线经过大质量天体附近时会发生弯曲，从而放大了遥远的宇宙，让遥远而暗弱的天体变得清晰。研究人员使用计算机模拟和哈勃太空望远镜的图像确认了这一发现，并排除其他可能性，如暗物质的过度集中等。南丁格尔说，新发现的黑洞预料是有纪录以来的最大质量黑洞，但鉴于所涉及的技术和各种不确定性，暂不能确定这一论述。超大质量黑洞位于星系的中心，利用巨大的引力像尘埃一样吞噬恒星，连光线都会被吞噬。从前，科学家经由观测黑洞吞噬恒星时释放的光型能量，或通过测量恒星经过时加速的轨道来发现这类大小的黑洞；但这些技术只对相对靠近地球的星系有效。南丁格尔说，天文学家能够通过引力透镜“发现其他99%的星系中的黑洞，这些星系目前是无法进入的”。天文学家目前已发现了500个引力透镜，其中至少有一个是超大质量黑洞。因此，当欧洲航天局在7月发射“欧几里德“宇宙飞船到外太空后，预计天分学家将在接下来六年里，经欧几里德发现10万个新引力透镜，开启一个“黑洞大数据时代”。

天文学家发现双黑洞系统“打嗝”的原因

天文学家发现双黑洞系统“打嗝”的原因在距离地球8亿光年的一个星系中，有一个超大质量黑洞，在2020年12月之前，它一直保持着相对安静的状态。当时，天文学家在电磁波谱的X射线部分探测到了一个微弱的"光"爆发。这次爆发的间隔异常规律，每隔8.5天就会出现一次。研究这一案例的国际天文学家小组认为，这一奇特现象类似于某种宇宙"打嗝"。最新发表的一项研究解释说，这些周期性的"打嗝"现象很可能是由两个黑洞相互绕行造成的，其中较小的奇点与位于遥远星系中心的超大质量黑洞的吸积盘发生碰撞。麻省理工学院研究科学家、论文合著者Dheeraj"DJ"Pasham指出，国际空间站上的NICER（中子星内部成分探测器）X射线望远镜在研究这些宇宙"小嗝"的发生过程中发挥了至关重要的作用。帕沙姆利用分配给他的时间将望远镜对准了发射X射线暴的星系。在收集了四个月的数据后，研究人员观察到高能辐射的下降周期为8.5天。帕沙姆说："这几乎就像一颗恒星的亮度在一颗行星穿过它的前方时会变暗一样，但在这种情况下，整个星系的亮度都受到了影响。"受捷克物理学家发表的关于超大质量黑洞有一个较小的轨道伴星的理论启发，帕沙姆利用自己通过NICER天文台收集的数据进行了模拟。数据支持了这一理论，但2020年12月突然出现的X射线暴之谜仍未解开。研究人员现在认为，这些光爆是由"潮汐破坏事件"（TDE）引起的。"潮汐破坏事件"是一场宇宙大灾难，涉及一颗恒星被黑洞的引力拉扯，然后被撕成碎片。TDE提供了足够的物质来丰富超大质量黑洞周围微弱的吸积盘，而吸积盘又受到穿过吸积盘的较小黑洞的干扰。帕沙姆现在认为，这些不寻常的双黑洞系统可能是宇宙中相对常见的现象。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425565.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425565.htm