今年早些时候确定的一个物体最近的黑洞我们发现可能刚刚被降级。重新分析数据后,不同的科学家团队得出结论,名为 HR 6819 的相关系统不包含毕竟。
相反,他们发现它很可能只是两颗恒星,双星轨道有点不寻常,这使得解释变得困难。
HR 6819 距离我们约 1,120 光年,一段时间以来一直是个谜。最初,它被认为是一颗 Be 光谱类型的单星。
这是主序带上的一颗炽热的蓝白色恒星,其光谱包含强烈的氢发射线,被解释为恒星以大约 200 公里(125 英里)的赤道速度旋转时喷射出的星周气体盘的证据。每秒。
在 20 世纪 80 年代,天文学家注意到该物体似乎还表现出第二种 B 型恒星(B3 III 恒星)的光特征。 2003 年发现这意味着 HR 6819 不是一颗星,而是两颗星,尽管它们无法单独解决。
进一步的分析显示,B3 III 星的质量估计为 6 个太阳质量,轨道运行时间约为 40 天,但 Be 星的质量估计也约为 6 个太阳质量,似乎一动不动。如果两颗恒星组成相等质量的双星,它们应该绕共同的重心运行,而不是一颗恒星绕另一颗恒星运行。
经过仔细计算,一组天文学家得出结论,B3 III 星可能是绕着另一个看不见的第三个物体运行。一个黑洞。
但是,其他天文学家认为,这远非唯一的可能性。如果我们错误地计算了恒星的质量怎么办?
“HR 6819 光谱中 Be 星成分的存在表明了对该系统的另一种解释,”佐治亚州立大学的天文学家 Douglas Gies 和 Luqian Wang 在他们的论文中写道。
“B3 III 恒星成分实际上可能是一颗低质量、被剥离的恒星,仍然相对年轻且明亮。在这种情况下,Be 星将成为 40 天双星中的伴星,而不是黑洞。 ”
换句话说,质量低得多的 B3 III 恒星将围绕 Be 恒星旋转。如果是这种情况,那么可以在Be星周围的氢气中检测到轨道运动——当它被较小的恒星牵引时,它会几乎难以察觉地移动。这就是吉斯和王所寻找的。
他们仔细研究了系统光谱中的氢发射,发现Be星周围的氢盘确实在多普勒频移和发射线形状上都显示出40天的周期性。这与 B3 III 恒星的轨道一致——正如该系统是不等质量双星系统所预期的那样。
“这表明,”他们写道,“HR 6819 是一个双星系统,由一颗大质量 Be 星和一个低质量伴星组成,后者是质量转移双星中前质量供体星的剥离残余物。”
换句话说,Be 恒星吸收了 B3 III 恒星的一大堆物质,使其变得小得多。研究小组指出,最近的证据表明许多 Be 星是这一过程的产物。根据他们的计算,Be 星的质量约为 6 个太阳质量,如之前发现的那样;但 B3 III 恒星的质量在 0.4 到 0.8 个太阳质量之间。
但它变得更有趣。吉斯和王并不是唯一研究这个想法的研究人员。在一个第二篇论文由比利时鲁汶大学的 Julia Bodensteiner 领导的天文学家团队独立检查了 Be 星的氢排放,并对系统进行了轨道分析。她和她的同事得出了几乎完全相同的结论。
“我们推断初级和次级的光谱质量分别为 0.4 [太阳质量] 和 6 [太阳质量],”他们在论文中写道。 “这表明主星可能是一颗剥离的恒星,而不是 B 型巨星。进化模型表明,一个可能的祖系统将是一个紧密的 B+B 双星系统,经历了保守的质量转移……在这种解释的框架下,HR 6819 不包含 BH。”
并且,在一个第三篇论文目前正在预印本中,加州大学伯克利分校的天文学家 Kareem El-Badry 和 Eliot Quataert 也独立分析了该系统的光谱,得出 B3 III 和 Be 星的质量分别为 0.47 和 6.7 个太阳质量。
“我们认为 B 星是一颗膨胀的、最近被剥离的氦星,其质量约为 0.5 个太阳质量,目前正在收缩成为一颗热亚矮星,”El-Badry 和 Quataert 写道。
“Be 星的轨道运动不需要黑洞来解释 B 星的运动。剥离星模型再现了系统的观测到的光度,而具有 B 星温度和引力的正常恒星将超过10 倍太亮了。”
因此,黑洞解释的未来看起来很严峻,尽管它还没有完全解决。未来的观察可能有助于解决任何挥之不去的问题。但是,吉斯和王认为,双星系统可能比黑洞更有趣。
“HR 6819 系统中的发光且低质量的伴星可能代表了一种罕见且重要的情况,其中伴星最近完成了质量转移,但尚未下降到白矮星演化的冷却阶段,”他们写道。
所以,无论如何,我们还没有听到 HR 6819 的最后消息。
Gies 和 Wang 的研究发表于天体物理学杂志通讯。博登施泰纳等人。的研究发表于天文学与天体物理学。 El-Badry 和 Quataert 的论文已提交给英国皇家天文学会每月通知并且可以在arXiv。