艺术家描绘天鹅座X-1黑洞吸引伴星的物质到其旋转的圆盘内
最近,美国科学家首次精确测定了天鹅座X-1黑洞的质量和自转速度,并结合对其运动速度的观察,表明该黑洞不是在超新星爆发中形成的。该研究报告发表于最新出版的《天体物理学快报》(The Astrophysical Journal Letters)杂志上。
天鹅座是一个著名的双星系统,科学家在50年前发现它发出强烈的X射线。该系统由一个黑洞和一颗伴星组成,其黑洞对物质具有强大的吸引力,甚至连光都无法逃脱它强大的引力。科学家经过努力,首次精确测定了该黑洞的质量和自转速度,使他们能够重建该黑洞六百万年前从它诞生时候的历史。这是科学家首次能够完整地描述一个黑洞,解开长期令科学家迷惑不解的天鹅座X-1黑洞的奥秘。 美国哈佛-史密森天体物理中心的马克·里德(Mark Reid)博士说:“因为没有其它物质可以逃离该黑洞,了解它的质量、自转速度和电荷就可以完整地描述该黑洞。这个黑洞的电荷几乎为零,因此,只要测量它的质量和自转速度,就可以使我们完整地描述该黑洞。”
天鹅座X-1黑洞自发现以来就引起科学家研究的兴趣。科学家以前曾试图测定其质量和自转速度,但因不能精确测量它和地球之间的距离而受阻。里德领导的研究小组利用超长基线射电望远镜阵列(VLBA)、无线电望远镜系统,并直接采用测距三角法(trigonometric measurement of the distance)测量。VLBA测得天鹅座X-1黑洞与地球之间的距离是6070光年,而以前的估计为5800-7800光年。
获得了新的、精确的距离测量数据,科学家利用钱德拉X射线天文台和罗西X射线时变探测器(Rossi X-ray Timing Explorer)、宇宙学和天体物理学高级卫星和可见光观测,进行了20多年的观测和研究,测得天鹅座X-1黑洞的质量比太阳大15倍,自转速度为每秒超过800次。里德说:“这些新的信息为我们提供了关于天鹅座X-1黑洞如何诞生的有力线索,我们首次了解了该黑洞的质量和自转速度,而测量该黑洞与地球的距离是前提。”美国圣迭戈州立大学(san Diego State University)的杰里·欧罗斯(Jerry Orosz)说:“我们现在知道,天鹅座X-1黑洞是银河系中最庞大的恒星黑洞。它的自转速度和我们见过的其它黑洞一样快。”
除了测量距离,VLBA在2009年和2010年的观测期间,还测量了天鹅座X-1黑洞的运动速度。科学家称,这种运动速度太慢,它不可能是由超新星爆发产生的黑洞,因为超新星爆发会给黑洞一个冲击力,产生更高的运动速度。里德说:“我们的研究结果表明,该黑洞不是在超新星爆发中形成的。”
腾讯科技(嘟嘟/编译)