在距地球约 7,800 光年的天鹅座中,潜伏着一个真正的太空奇观。那里,有一个在名为 V404 Cygni 的系统中从事同时具有。
现在,它从看似无穷无尽的武器库中拿出了一个全新的把戏:一个看不见的双星伴星,一颗在大约 70,000 年的宽阔轨道上运行的恒星。
自从V404 Cygni以来已经有同伴了?一颗围绕 6.5 天轨道运行的恒星,中央黑洞正在其上悠闲地享用美食?新发现的第三个物体使系统成为三元系统。
这是我们第一次看到具有这种配置的系统,它可以提供一些关于如何形式。这是因为超新星爆炸(被认为是恒星质量黑洞形成的机制)应该会断裂宽轨道上脆弱的引力键。
“我们认为大多数黑洞是由恒星的剧烈爆炸形成的,但这一发现有助于质疑这一点,”物理学家凯文·伯奇说麻省理工学院的。
“这个系统对于黑洞的演化来说非常令人兴奋,它也提出了是否存在更多三元组的问题。”
事实上,我们几十年前就知道第二颗恒星了。天文学家认为它只是一颗靠近天鹅座 V404 的恒星,相对来说并不引人注目。
但欧洲航天局盖亚任务收集的数据显示,那里发生的事情肯定比我们想象的要多。盖亚正在绘制银河系中物体的三维位置;但它也绘制了它们在空间中移动时的方向和速度。
V404 Cygni 和这颗看似无关的恒星正以相同的方向和相同的速度在太空中移动。这表明对象是链接的。
“这几乎可以肯定不是巧合或意外,”伯奇说。 “我们看到两颗恒星相互追随,因为它们被这条微弱的引力线连接在一起。所以这一定是一个三重系统。”
有证据表明黑洞形成的超新星模型。这是当一颗垂死的恒星在巨大的爆炸中爆发,喷射出其外部物质,而恒星的核心在重力作用下塌陷形成黑洞,宇宙中密度最大的物体。
科学家,并解开光来测量核心物体的质量,从而推断出黑洞的产生。但这并不意味着超新星是唯一的形成机制。另一种选择是直接塌陷模型。在这里,这颗大质量恒星完全内爆成黑洞,没有混乱,没有大惊小怪。
在这里,证据的获得有点困难。没有混乱或大惊小怪,几乎没有证据。
这就是V404 Cygni突然变得非常有趣的地方吗?因为当超新星爆炸通常是不对称的时,能量的不平衡会给新生的黑洞带来定向冲击。
对于新连接的恒星所看到的如此宽的轨道,这个问题很难解决。黑洞和恒星相距3500个天文单位,这使得它们彼此之间的引力束缚相对较弱。超新星造成的破坏应该像一缕蜘蛛网一样打破这条绳索。
较宽的轨道间隔也使得两个经过的物体之间的引力捕获难以解释。伯奇和他的同事进行了数万次模拟,发现最好的解释是,当黑洞形成时,这三个物体就已经受到引力束缚;且形成机制为直接塌陷。
“绝大多数模拟表明,实现这三重工作的最简单方法是直接崩溃,”伯奇说。
这是迄今为止黑洞形成的直接塌缩模型的最佳证据,这支持了该机制作为解释黑洞形成历史的有效方法。与超新星。
甚至很可能还存在其他宽广的黑洞三合体,但我们由于黑洞而错过了它们”;找到它们可以帮助我们更好地理解这些物体是如何形成的,以及为什么黑洞可能会直接坍塌而不是在一阵光中爆炸。
“要么我们非常幸运,要么三级生很常见,”天文学家卡里姆·埃尔-巴德里说加州理工学院。
“如果它们很常见,这可能会解决一些关于黑洞双星如何形成的长期存在的问题。三元组开辟了纯双星不可能的进化途径。
“人们实际上之前就预测过黑洞双星可能主要是通过三重演化形成的,但直到现在还没有任何直接证据。”
该研究发表于自然。