利用欧洲南方天文台的甚大望远镜(ESO's VLT),天文学家通过观察它如何影响其附近一颗恒星的运动,在银河系外发现了一个小黑洞。这是这种探测方法第一次被用来揭示银河系外黑洞的存在。这种方法可能是揭开银河系和附近星系中隐藏的黑洞的关键,并有助于揭示这些神秘物体是如何形成和演化的。
这个新发现的黑洞被发现潜伏在NGC 1850中,NGC 1850是一个由数千颗恒星组成的星团,距离银河系大约16万光年,位于大麦哲伦星云中。
英国利物浦约翰摩尔斯大学天体物理研究所的萨拉·萨拉奇诺(Sara Saracino)领导的这项研究现已被《皇家天文学会月刊》接受,他说:“就像福尔摩斯从犯罪团伙的失误中追查犯罪团伙一样,我们正在用一只手拿着放大镜观察这个星团中的每一颗恒星,试图找到黑洞存在的一些证据,但却没有直接看到它们。”“这里显示的结果只代表了一个通缉犯,但是当你找到一个人时,你就在寻找其他不同群体的人的道路上走得很好。”
研究小组发现的第一个“罪犯”的质量大约是太阳的11倍。让天文学家追踪这个黑洞的确凿证据是,它对围绕它运行的质量为太阳5倍的恒星的引力影响。
天文学家以前曾在其他星系中发现过这种“恒星质量”的小黑洞,通过探测它们吞噬物质时发出的x射线,或者黑洞相互碰撞或与中子星碰撞时产生的引力波。
然而,大多数恒星质量的黑洞不会通过x射线或引力波暴露它们的存在。来自德国Göttingen大学的团队成员Stefan Dreizler说:“绝大多数只能动态地揭开面纱。”“当它们与恒星形成一个系统时,它们会以一种微妙但可探测的方式影响恒星的运动,所以我们可以用复杂的仪器找到它们。”
Saracino和她的团队使用的这种动力学方法可以让天文学家发现更多的黑洞,并帮助解开它们的奥秘。“我们所做的每一次探测对于我们未来对星团及其黑洞的理解都很重要,”来自西班牙巴塞罗那大学的研究合著者马克·吉尔斯说。
在NGC 1850中发现的黑洞标志着第一次在一个年轻的星团中发现黑洞(这个星团只有大约1亿年的历史,在天文尺度上只是一眨眼的功夫)。在类似的星团中使用他们的动力学方法可以揭示更多年轻的黑洞,并为它们的演化提供新的线索。通过将它们与更老的星团中更大、更成熟的黑洞进行比较,天文学家将能够了解这些物体是如何以恒星为食或与其他黑洞合并而成长的。此外,绘制星团中黑洞的人口统计数据可以提高我们对引力波源起源的理解。
为了进行搜索,研究小组使用了两年多来收集的数据,这些数据是由安装在位于智利阿塔卡马沙漠的ESO VLT上的多单元光谱探测器(MUSE)收集的。“MUSE使我们能够观察到非常拥挤的区域,比如星团的最内部区域,分析附近每一颗恒星的光线。最终结果是一次拍摄数千颗恒星的信息,至少是其他任何仪器的10倍,”合著者塞巴斯蒂安·卡曼说,他是利物浦天体物理研究所的长期MUSE专家。这使得研究小组发现了这颗奇怪的恒星,它的特殊运动标志着黑洞的存在。来自华沙大学光学引力透镜实验和美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜的数据使他们能够测量黑洞的质量并证实他们的发现。
ESO在智利的超大望远镜将于本十年晚些时候投入使用,这将使天文学家能够发现更多隐藏的黑洞。“ELT肯定会给这个领域带来革命性的变化,”Saracino说。“它将使我们能够在相同的视野中观察到相当暗淡的恒星,以及寻找距离更远的球状星团中的黑洞。”
期刊引用:
引用此页: