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日期: 2024-10-28 | 來源: 自由時報 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
宇宙中存在著許多令人難以想像的天體，其中最神秘莫測的，莫過於黑洞（black hole）。 目前已知大多數黑洞都存在於雙星系統（binary system）中，也就是壹個黑洞與另壹個天體（例如恒星、中子星或另壹個黑洞）互相環繞運行。
然而，美國麻省理工學院（MIT）和加州理工學院（Caltech）的物理學家團隊，近期在《自然》（Nature）期刊發表壹項令人驚歎的發現：他們首次觀測到壹個“黑洞叁合體系統”（black hole triple），這項發現，為我們了解黑洞的形成和演化過程，提供了前所未有的新線索。
科學網站《IFLScience》23日報道，這個新發現的叁合體系統，包含壹個中心黑洞，以及壹個距離較近的恒星，每6.5天環繞中心黑洞運行壹次。 這與大多數雙星系統的結構類似。 然而，令人驚訝的是，這個系統中還存在壹個距離中心黑洞非常遙遠的第贰顆恒星，估計其公轉周期長達7萬年。
這個系統中，中心黑洞正在吞噬靠近其軌道運行的恒星，同時壹個遠距離的恒星也圍繞黑洞運行。 這個奇特的現象，挑戰了傳統的黑洞形成理論。
壹般認為，黑洞是由垂死恒星的劇烈爆炸（超新星爆發，supernova）所形成。 然而，如果這個黑洞是由典型的超新星爆發形成，那麼它在坍縮前釋放的巨大能量，應該會將周圍任何松散結合的天體都拋到遠方。因此，這個遙遠的恒星不應該還存在於這個系統中。
研究團隊推測，這個黑洞的形成過程，可能並非壹般劇烈的超新星爆發，而是較為“溫和”的“直接坍縮”（direct collapse）。 恒星在直接坍縮過程中，會直接塌陷成黑洞，不會產生劇烈的能量釋放，因此較不會影響到遠處的天體。
由於這個叁合體系統包含壹顆距離非常遙遠的恒星，這項發現為“直接坍縮”理論提供了強而有力的證據。 雖然天文學家已觀測到許多由超新星爆發形成的黑洞，但這個叁合體系統，可能是第壹個直接證實黑洞可以透過“直接坍縮”形成的證據。
這張藝術想像圖描繪了V404 Cygni系統：壹顆恒星正被吸入環繞黑洞的吸積盤（accretion disk）中，背景中則有壹顆明亮的伴星。（圖取自Nature期刊）
這個黑洞叁合體系統的發現，幾乎是偶然的。 研究團隊在翻閱天文觀測數據庫 Aladin Lite 時，發現了這個位於銀河系中，距離地球約8000光年的天體V404 Cygni。 這個黑洞在1992年被確認為黑洞，並被大量研究，但之前從未發現它是壹個叁合體系統。
研究人員分析了過去拾年蓋亞（Gaia）衛星所觀測到的恒星數據，發現內外兩顆恒星的運動完全壹致，可能性只有千萬分之壹。 他們計算出，外層恒星與中心黑洞的距離是地球與太陽距離的3500倍，相當於冥王星與太陽距離的100倍。 如此遙遠的距離，加上兩顆恒星壹致的運動軌跡，讓研究人員確信，這是壹個黑洞叁合體系統。
研究團隊進壹步利用電腦模擬，測試了這個叁合體系統可能的形成過程。結果顯示，最容易形成這種叁合體系統的方式，是透過“直接坍縮”。 此外，外層恒星正處於演化成紅巨星的階段，根據恒星演化模型，研究人員推斷這個系統的年齡約為40億年。- 新聞來源於其它媒體，內容不代表本站立場！
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