天文学家发现了一颗可能忽然消失的恒星

之桃开心生活 2024-10-18 03:01:51

在银河系旁,天文学家发现了一颗可能忽然消失的恒星,他在没有任何征兆的情况下,完全探索为了一颗黑洞,这和以往我们认识的黑洞的形成方式很不一样。

2.天文学对黑洞研究

说起黑洞,我们先简单的介绍一下天文学对黑洞研究的过往,也就是从最初的预测到最后的发现的一段历史。很简单,1915年,也就是在一战的时候,物理学家卡尔史瓦西身处战争的前线,虽然战火不断,但他并没有放弃对科学的探索。在爱因斯坦刚刚发布广义相对后不久,他根据广义相对论推测出了一种奇异的现象。当任何一个物体若是被压缩到一定的半径后,这个半径我们称为唰嘻半径,那么将没有任何已知的力可以阻止他的坍缩。因此当物体的半径小于施瓦西半径时,一切物质,包括时光都不可避免地会落入其中。这便是我们对黑洞第一次的理论推测。

但这个天体真的会形成吗?当时极大多数的天文学家认为这是不可能的,包括爱因斯坦本人。因为没有人相信会有什么样的物质会强大到连原子之间的力都无法抗衡它的探索。

1931年物理学家钱德拉塞卡首先打破了这个局面。他认为当一个物体的质量超过一个极限1.4倍太阳质量时,那么原子核与电子之间的力便会被打破。这时电子会被压缩到原子核,从而让物体进一步的探索这个极限,我们称为钱德拉塞卡极限。而打破钱德拉塞卡极限的物体则会形成中子星,这时支撑中子星进一步坍缩的便是中子之间的简并力。1939年,物理学家奥本海默提出奥本海默极限,当中子星的质量大于三倍太阳质量时,那么中子之间的简并力便会被打破,这样天体就会进一步的坍缩,直至小于史瓦西所说的史瓦西半径,从而形成黑洞。所以这个时候黑洞的形成便有了理论的支撑,不再只是数学形式的推导,那么剩下的便是观测的验证。

在1965年的时候,天伟霞在天鹅座方位发现了一个强烈的X射线源天鹅座X1。1973年,天文学家认为这个射线源可能是由黑洞发出,因为它的质量范围很小,且质量大于奥贝卡曼极限。那么1990年的时候,观测证实它是一颗黑洞,至此,人类发现的第一颗黑洞出现了。

2.观测证实

所以从1915年的理论推测到1990年的观测证实,75年的时间,天文学家让我每日意识到了这种奇异天体的真实存在。但从发现到如今,即便已经研究了这么多年,可我们对黑洞的了解仍然知之甚少,它的未知仍然有很多,就比如今天我们要说的它的诞生方式。通过前面的介绍我们可以知道,恒星的残余物超过奥本海默极限后,它最终会坍缩为一个黑洞,而这个坍缩的过程中,原始恒星会因能量的反弹从而发生一次激烈的爆发,我们称为超新星爆发,也就是大质量的恒星坍缩为黑洞时会伴随着超新星的爆发。

然而2022年天武侠在银河系的卫星系大麦哲星系中却发现了一个罕见的现象,他们发现了一个黑洞双星系统,就是由恒星和黑洞组成的系统,恒星的质量大约为太阳的25倍,而黑洞的质量大概在太阳的九倍左右,为什么说这个系统罕见呢?比起以往的黑洞双星的偏心轨道,这个系统的轨道近乎是圆形,且彼此距离足够的近。这样的现象表明好像这个系统未曾发生超新星爆发。

3.双星系统

因为如果双星系统发生超新星爆发的话,那么超新星爆发时,由于爆发各个方向的能量不均,这样形成时的黑洞就会被爆发炸裂,而它的伴星也会因超新星爆发被推开。换句话说,如果双星中黑洞是在超新星爆发中形成,那么这个系统是不可能形成小半径的近圆轨道。所以这个异常的系统让天文下想到了一种可能,这颗黑洞可能并没有经历超新星爆发,而是恒星直接坍缩为了一颗黑洞。天文学把这样的方式称为完全坍缩,这是一种我们尚未了解的形成方式。比起超新星的爆发,这种方式好像是恒星忽然消失,没有任何照的形成了一颗黑洞。

对于这样的方式,天文学家并不确定它是否真的存在。2024年5月物理频率快报上的一项研究证实了这个猜测。一组来自普朗克天体物理研究所的天文学家观测了这个黑洞双星系统,他们通过数据模拟了各种方式的形成,最终确定完全坍缩的模型与观测最为相符,所以一颗大质量恒星在不经历超新星爆发的情况下,是可以以完全探索的形式形成黑洞的,而对于这样的方式,天文学家将会继续的观测,以此来增加我们对黑洞形成的理解。

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