神秘的深空物体可能是有史以来发现的最小的黑洞,也可能是最重的中子星
一个新发现的神秘物体可能是有史以来最重的中子星,最小的黑洞,或者是科学界的全新事物。
艺术家对双星系统的印象,假设神秘物体是一个黑洞。
天文学家发现了一个神秘的宇宙物体,它可能是迄今为止发现的最轻的黑洞或最重的中子星,或者是科学界的全新事物。
这个未知物体是在40,000光年外的一个名为NGC 1851的密集恒星球体中发现的,它是通过其轨道伴星的快速闪光探测到的 – 一颗被称为脉冲星的旋转中子星,每6毫秒扫出一束光。
据研究人员称,这个新实体属于黑洞和中子星之间的历史“质量差距”,这意味着它可能是其中之一。研究人员于1月18日在《科学》杂志上发表了他们的研究结果。
“伴侣性质的任何一种可能性都令人兴奋,”主要作者、英国曼彻斯特大学天体物理学教授本·斯塔珀斯(Ben Stappers)在一份声明中说。“脉冲星黑洞系统将是测试引力理论的重要目标,而重中子星将在非常高的密度下为核物理提供新的见解。
黑洞和中子星都是恒星尸体,在大质量恒星在称为超新星的剧烈爆炸中结束生命后留下。然而,尽管它们的诞生方式相同,但这两种类型的物体的质量却大不相同:超大质量黑洞的重量可以达到数十亿个太阳,而中子星很少重于大约三个太阳质量。但是最轻的黑洞和最重的中子星从远处看起来非常相似。
在天文学历史的大部分时间里,科学家们只能发现质量是太阳质量两倍的中子星和轻到五个太阳质量的黑洞,这让介于两者之间的一切都是一个谜。2019年,激光干涉仪引力波天文台(LIGO)探测到时空涟漪,表明轻黑洞或重中子星落在两者之间的某个地方,两者之间的差距终于被跨越。尽管如此,通过传统的基于光的望远镜探测到质量间隙填充的物体仍然难以捉摸。
为了发现这个新天体,天文学家使用南非的MeerKAT射电望远镜扫描了NGC 1851球状星团 – 一个拥挤的恒星团,如此紧密地排列,以至于宇宙熔炉有时可能会相互撞击,甚至碰撞。
每秒重复170次的微弱无线电脉冲将天文学家的注意力吸引到脉冲星上,通过观察其高度规则的“滴答声”的细微变化,科学家们绘制了它的轨道运动图。这表明脉冲星处于一个双星系统中,围绕着一个大约3.9太阳质量的物体运行——在质量间隙的中间爆炸。
这个物体可能是什么——已知质量最大的中子星、最轻的黑洞,或者一些尚未被表征的奇异星壳——尚不清楚。但研究人员表示,更深入地探索它可以帮助他们测试我们现有的物质理论。
“我们还没有完成这个系统,”共同作者,德国波恩马克斯普朗克射电天文学研究所的博士生Arunima Dutta在声明中说。“揭示伴星的真实本质将是我们对中子星、黑洞以及可能潜伏在黑洞质量间隙中的任何其他事物的理解的转折点。
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