小黑洞终于找到了!中国科学家破解60年谜题
9月14日消息,中国科学院国家天文台、上海交通大学联合研究团队,成功发现了一颗位于黑洞质量间隙的小质量黑洞,破解了长期困扰科学界的谜题。
我们知道,大质量恒星的终命运是黑洞,但宇宙中小质量恒星的数量多得多,理论上小质量黑洞应该更多。
但是近60年来,始终未发现3-5倍于太阳质量的小黑洞,这一区间就叫做“质量间隙”(Mass Gap)。
左侧直方图为观测的中子星(NS)与黑洞(BH)的质量分布,不同颜色的线代表不同恒星演化(超新星爆炸)理论预期的中子星和黑洞质量分布
中国科学家基于国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST),欧空局Gaia卫星的数据,借助视向速度方法、天体测量方法,在双星系统G3425中发现了一例小质量恒星级黑洞。
这个双星系统的两颗恒星,分别相当于大约2.7倍、3.1-4.4倍太阳重量,其中前者是红巨星,可以观察到,但后者看不见。
光谱分解显示,除了红巨星的光谱外,G3425中不包含来自其他成分的光谱,有力证明这个不可见天体就是一颗黑洞,同时证明包含小质量黑洞的双星系统是可以存在的。
G3425的发现表明,此前认为的“恒星级黑洞存在质量间隙”,可能是由于单一观测方法造成的选择效应。
研究人员猜测,G3425初可能是三星系统,巨星位于外层,两颗大质量恒星位于内侧,经过长期演化并合成了黑洞。
这两颗大质量恒星演化后期可能是两颗中子星,也可能是中子星与白矮星,未来可以通过引力波进一步探测。
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