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VFTS 243 是一个由一颗大而炽热的蓝色恒星和一个相互环绕的黑洞组成的双星系统 ， 如动画所示 。
发现揭示了恒星死亡、黑洞形成和引力波谈到黑洞研究领域 ， 似乎总是有一些新的和令人兴奋的事情发生 。
1922 年 ， 阿尔伯特·爱因斯坦首次出版了他的书 ， 解释了广义相对论——它假设了黑洞 。 现在 ， 一百年后 ， 天文学家捕捉到了银河系中心黑洞的真实图像 。 在最近的一篇论文中 ， 一组天文学家描述了另一个令人兴奋的新发现：在银河系外观察到的第一个“休眠”黑洞 。
我是一名天体物理学家 ， 近二十年来一直研究黑洞——宇宙中最密集的物体 。 不发射任何可探测光的黑洞被称为休眠黑洞 。 众所周知 ， 它们很难找到 。 这一新发现特别令人兴奋 ， 因为它提供了对黑洞形成和演化的洞察 。 这些信息对于理解引力波以及其他天文事件至关重要 。
VFTS 243 到底是什么？VFTS 243 是一个二元系统 ， 这意味着它由两个围绕共同质心运行的物体组成 。 第一个物体是一颗非常热的蓝色恒星 ， 质量是太阳的 25 倍 ， 第二个物体是一个黑洞 ， 质量是太阳的 9 倍 。 VFTS 243 位于大麦哲伦星云内的狼蛛星云 ， 大麦哲伦星云是银河系的一个卫星星系 ， 距离地球约 163000 光年 。
VFTS 243 中的黑洞被认为是休眠的 ， 因为它不发射任何可探测的辐射 。 这与从黑洞中检测到强 X 射线的其他二元系统形成鲜明对比 。
黑洞的直径约为 33 英里（54 公里） ， 距高约 20 万倍的高能恒星相形见绌 。 两者都围绕一个共同的质心快速旋转 。 即使使用最强大的望远镜 ， 该系统在视觉上似乎也是一个难点 。
寻找休眠的黑洞天文学家怀疑在银河系和大麦哲伦星云中隐藏着数百个这样的带有不发射 X 射线的黑洞的双星系统 。 当黑洞从伴星上剥离物质时 ， 最容易看到黑洞 ， 这一过程被称为“进食” 。
喂食会产生一个围绕黑洞的气体和尘埃盘 。 当吸积盘中的物质向内落向黑洞时 ， 摩擦将吸积盘加热到数百万度 。 这些炽热的物质盘会发出大量的 X 射线 。 以这种方式探测到的第一个黑洞是著名的天鹅座 X-1 系统 。
左边是一张用红色框勾勒出天鹅座 X-1 的光学图像 。 右边展示了黑洞的外层从伴星吸走物质并形成吸积盘 。
多年来 ， 天文学家已经知道VFTS 243 是一个双星系统 ， 但该系统是一对恒星还是单星与黑洞之间的舞蹈还不清楚 。 为了确定哪个是真的 ， 研究二进制文件的研究小组使用了一种称为光谱解缠结的技术 。 这种技术将来自 VFTS 243 的光分离为其组成波长 ， 这类似于白光进入棱镜并产生不同颜色时发生的情况 。
该分析表明 ， 来自 VFTS 243 的光来自单一来源 ， 而不是两颗独立的恒星 。 由于没有从恒星的伴星发出可探测到的辐射 ， 唯一可能的结论是双星中的第二个天体是一个黑洞 ， 因此是在银河系外发现的第一个休眠黑洞 。
为什么 VFTS 243 很重要？大多数质量小于 100 个太阳的黑洞都是由一颗大质量恒星的坍缩形成的 。 当这种情况发生时 ， 通常会发生被称为超新星的巨大爆炸 。
VFTS 243 系统中的黑洞与恒星处于圆形轨道这一事实有力地证明了没有超新星爆炸 ， 否则可能会将黑洞踢出系统——或者至少破坏了轨道 。 相反 ， 这颗前身星似乎直接坍缩形成了没有爆炸的黑洞 。
VFTS 243 系统中的大质量恒星将再活 500 万年——在天文时间尺度上只是一眨眼的功夫 。 恒星的死亡应该会导致另一个黑洞的形成 ， 将 VFTS 243 系统转变为黑洞双星 。
【新发现：银河系外观察到的第一个“偷懒”黑洞】迄今为止 ， 天文学家已经探测到近 100 个双黑洞合并并在时空中产生涟漪的事件 。 但是这些双黑洞系统是如何形成的仍然未知 ， 这就是为什么 VFTS 243 和类似的尚未发现的系统对未来的研究如此重要的原因 。 也许大自然有幽默感——因为黑洞是现存最黑暗的物体 ， 不发光 ， 但它们照亮了我们对宇宙的基本理解 。
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