天文新发现: 银河系中心可能存在大量恒星级黑洞

萧路

【正见新闻网2018年04月05日】

图:银河系中心。Credit: NASA/UMASS/D.WANG ET AL., STSCI

银河系的中心一直是天文学家们非常好奇的神秘地带。已知这里有一个超大质量黑洞,大约有几百万个太阳质量。目前的星系恒星动力学理论预言,这个区域应当还存在着几万个恒星级黑洞,也就是和太阳质量近似的黑洞。但是银河系中心是一个非常明亮的区域,恒星级黑洞所能产生的辐射非常有限,难以观测。因此,这个理论预言至今都难以验证。

好在天文学家想到了一个聪明的办法。在2018年4月5日的《自然》杂志上,科学家通过观测一种叫作低质量X射线双星的系统,估计在银河系中心可能存在大量的恒星级黑洞。所谓低质量X射线双星是一种由一个中子星或恒星级黑洞和另一个恒星所组成的双星系统。这种双星系统的X射线辐射很强,即使在银河系中心这样明亮的区域中也可以分辨出来。这样一来,通过观测低质量X射线双星,天文学家就能推断出银河系中心的恒星级黑洞或中子星的数量。

利用钱德拉X射线天文台(Chandra X-ray Observatory),研究者发现了银河系中心十几个低质量X射线双星。通过研究它们的物理参数及分布情况,科学家推断银河系中心应当有几百个类似的低质量X射线双星,并推断可能还存在着数千个独立的恒星级黑洞。麻烦的是,目前的观测不足以区分毫秒级中子星和恒星级黑洞的低质量X射线双星。因此,这些可能存在的“恒星级黑洞”也有可能是毫秒级中子星。所以目前的观测还不足以证实星系恒星动力学的预言。即便如此,这个观测指明了通过低质量X射线双星能帮助确认银河系中心恒星级黑洞的方法。同时,这个观测对未来通过引力波来研究X射线双星的手段也有重大的科学意义。
 

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