对有史以来第一个黑洞的新观测导致了关于宇宙中最神秘物体的问题

天鹅座x - 1系统

Cygnus X-1是1964年首次发现的二进制星系,包括最接近地球的黑洞之一。对此的新观察黑洞这一发现让天文学家开始质疑他们对宇宙中最神秘物体的了解。

一个国际团队,包括来自中国科学院国家天文观测的研究人员(NAOC),最近发现Cygnus X-1二元系统中的恒星质量黑洞具有21倍太阳的质量并旋转以靠近光速的速度。

这项研究发表在科学2021年2月18日。

天鹅座X-1太阳比较

最近的观察结果显示Cygnus X-1系统中的黑洞是太阳质量的21倍 - 以前的估计增加了50%。为了形成这种巨大的黑洞,天文学家必须修改他们通过恒星风量大的质量恒星损失的估计。资料来源:国际射电天文学研究中心

研究人员使用了很长的基线阵列 - 一个大型大小的无线电望远镜,由整个美国传播的10个菜肴组成 - 以及巧妙的技术来测量空间的距离。

“If we can view the same object from different locations, we can calculate its distance away from us by measuring how far the object appears to move relative to the background,” said Prof. James Miller-Jones, a researcher at Australia’s Curtin University and the International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR),谁是该研究的第一个作者。

“如果你在眼睛前面握住手指并一次用一只眼睛看,你会注意到你的手指似乎从一个地方跳到另一个地方。这是完全相同的原则,“米勒琼斯教授说。


显示Cygnus X-1系统的动画,由轨道上的黑洞与巨型明星组成。最近通过无线电望远镜的观察发现该系统比以前认为该系统进一步为20%,这意味着黑洞是太阳质量的21倍,使其成为有史以来最巨大的恒星 - 质量黑洞而不使用引力波。资料来源:国际射电天文学研究中心

在六天的时间里,研究人员观察到该黑洞围绕它的同伴蓝色超巨星变星的完整轨道。然后,他们将这些新数据与2011年同一望远镜阵列对同一系统的观测结果进行了比较。他们新的观测和测量结果显示,该系统比之前认为的要远。

有了这个新的距离信息,研究人员重新估计了天鹅座X-1黑洞的质量,发现它的质量是太阳的20倍以上,比之前的估计增加了50%。

Naoc教授是该研究的同学,并领导了研究的旋转测量。

利用视差观测天鹅座X-1

天文学家使用围绕太阳围绕地球的轨道来观察来自不同角度的Cygnus X-1系统,以测量系统对背景恒星的感知运动。这使得它们可以优化到系统的距离,从而完善了黑洞的质量。资料来源:国际射电天文学研究中心

“Using the updated measurements for the black hole’s mass and its distance away from Earth, we were able to confirm that Cygnus X-1 is spinning incredibly quickly — very close to the speed of light and faster than any other black hole found to date,” said Prof. GOU.

来自澳大利亚莫纳什大学和ARC卓越引力波发现中心(OzGrav)的科学家伊利亚·曼德尔教授是该研究的合著者,他说,黑洞的质量如此之大,旋转速度如此之快,这实际上挑战了天文学家关于黑洞如何形成的想法。

“星星通过猛烈吹远离他们的表面来减掉周围环境的质量。但要制作一个黑洞这么厉害,我们需要拨打亮颗星在寿命期间失去的质量,“他说。”

天鹅座X-1星系中的黑洞最初是一颗质量约为太阳60倍的恒星,在数万年前坍塌。令人难以置信的是,它每5天半绕着它的伴星公转,距离只有地球和太阳距离的五分之一。

伴随着出版物科学,另外两篇侧重于这项工作不同方面的论文也在今天发表在《天体物理学杂志》上

有史以来第一个黑洞 - Cygnus X-1 - 比我们想象的要大得多有关这项研究的更多信息。

引用:

“天鹅座x - 1包含一个21-solar对大质量恒星质量黑洞——影响风”由詹姆斯·c·a . Miller-Jones乔Bahramian,杰罗姆·a·奥罗兹,Ilya曼德尔,一派郭台铭,托马斯j . Maccarone柯恩拉德j . Neijssel Xueshan赵,Janusz Ziolkowski,马克·j·雷德菲尔•Uttley Xueying郑,年轻的Byun,理查德•多德森维多利亚格林贝格,Taehyun荣格,Jeong-Sook金姆,贝尼托·Marcote,血清马尔柯夫,玛丽亚·j·里奥哈葡萄酒安东尼·p·拉什顿格里高利·r·Sivakoff David m .罗素Alexandra J. Tetarenko, Valeriu Tudose和Joern Wilms, 2021年2月18日,科学
DOI: 10.1126 / science.abb3363

“在雪山赵,李俊府,曼丁洞,薛莹郑,詹姆斯·斯坦纳,詹姆斯·施泰纳Miller-Jones,Arash Bahramian,Jerome A. Orosz和Ye Feng,2021年2月18日,《天体物理学杂志》上
1538 - 4357 . DOI: 10.3847 / / abbcd6
arxiv:2102.09093

Coenraad J. Neijssel, Serena Vinciguerra, Alejandro Vigna-Gomez, Ryosuke Hirai, James C. A. Miller-Jones, Arash Bahramian, Thomas J. Maccarone和Ilya Mandel, 2021年2月18日,《天体物理学杂志》上
DOI:10.3847 / 1538-4357 / ABDE4A
arxiv:2102.09092

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