大海捞针 科学家在银河系外发现首个恒星黑洞

一个以推翻黑洞发现而闻名的国际专家团队在大麦哲伦星系中发现了一个休眠的恆星黑洞，尽管几乎每个星系中都有数十亿个休眠黑洞，但这是在银河系之外第一个被探测到的黑洞。

该项研究于周一（7月18日）发表在《自然·天文学》（Nature Astronomy）期刊上。荷兰阿姆斯特丹大学（University of Amsterdam）的天体物理学家、这项新研究的第一作者谢纳（Tomer Shenar）在一份声明中形容这个发现是：“我们在大海中捞到了一根针。”

谢纳和他的同事们在银河系的卫星星系——大麦哲伦星系（Large Magellanic Cloud，LMC）的恆星形成区蜘蛛星云（Tarantula Nebula）中发现了一个恆星黑洞，它的质量大约是太阳的9倍。

这个黑洞围绕著一颗质量相当于25个太阳的蓝巨星运行，两者组成了一个双星系统，这个双星系统被命名为VFTS 243。

该团队一贯致力于反驳潜在黑洞的存在，而非确认它们，为此该团队还赢得了“黑洞警察”（black hole police）的俏皮绰号，美国哈佛—史密森尼天体物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics） 的研究员艾尔巴德利（Kareem El-Badry）被谢纳称为“黑洞破坏者”。

“这是第一次，我们的团队聚在一起报告黑洞的发现，而不是驳回一个黑洞的发现。”谢纳说。

“当谢纳要求我仔细检查他的发现时，我怀疑过”，艾尔巴德利说，“但是我无法为这些数据找到不涉及黑洞的一个合理解释。”

恆星黑洞是在大质量恆星达到其生命终点并在其自身引力坍塌下形成的。在双星系统，即两颗恆星围绕对方旋转的系统中，一颗恆星在坍塌过程留下了一个黑洞，与一颗发光的伴星在轨道上运行。

如果黑洞不发出高水平的X射线辐射，那麽它就是“休眠”的，VFTS 243中的黑洞就是这种。然而研究小组发现，产生黑洞的恆星消失了，但没有任何强大爆炸的迹象。

“在VFTS 243中形成黑洞的恆星似乎完全坍塌了，没有发生大爆炸的迹象”，谢纳说，“最近已经发现了这种『直接坍塌』情况的证据，但是我们的研究可以说是提供了一个最直接的显示。这对宇宙中黑洞合并的起源有巨大的影响。”

该团队仔细研究收集了六年的数据，科学家们用位于智利北部阿塔卡马沙漠地区的欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT）探测了大麦哲伦星系蜘蛛星云区的1000颗大质量恆星。

“两年多来，我们一直在寻找这样的黑洞双星系统”，德国欧空局的研究员、该研究的共同作者博登斯坦纳（Julia Bodensteiner）说，“当我听到VFTS 243时，我非常兴奋，在我看来，它是迄今为止报告的最有说服力的候选者。”

尽管绰号“黑洞警察”，该团队仍积极鼓励审查，并希望他们的工作能够推动发现其它围绕大质量恆星运行的恆星黑洞，估计银河系和麦哲伦星系中存在数千个黑洞。

“当然，我希望该领域的其他人仔细研究我们的分析，并尝试製作替代模型”，艾尔巴德利说，“这是一个非常令人兴奋的项目。”