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2021年2月19日,一项新的研究表明,人类确认的第一个黑洞:天鹅座X-1,其质量比之前大了50%,距离,也比之前更加遥远。并且新的测算结果还表明:它的自转速度,还达到了惊人的近光速!

天鹅座x-1,黑洞和它的伴星

天鹅座x—1黑洞,是我们人类确认的第一个黑洞!它的发现,最早可追至1964年

在1964年呢,位于新墨西哥州的白沙导弹基地,发射了一枚亚轨道火箭。在这个火箭之上搭载了一个被称为盖革计数器的装置,这个装置可以检测来自地球之外的X射线辐射,X射线是仅次于伽马射线的一种高能电磁辐射,它的形成往往需要很高的能量爆发。

所以检测到地球之外的X射线源,说明它可能是一个高能天体或者一次高能爆发事件。在这次探测中,计数器总计探测到了8个X射线源,而其中一个是位于天鹅座方位,于是它就被命名为了天鹅座X1。这个就是天鹅座X1的第一次发现,而怀疑它可能是一个黑洞呢,是从1971年开始!

天鹅座方位的X射线源

 

在1971年,当人们在探测到天鹅座的X射线源之后,便对它的光源对应体进行了确认!但确认时却发现,天鹅座X1的光源对应体是一个发光的蓝色O型恒星,这是一个质量比太阳大约20倍的蓝超巨星,其编号为HD226868

恒星 HD226868

可问题是,这样的恒星其能量还不足以产生如此强烈的X射线。所以研究人员对这个X射线源充满了疑惑,而之后的一项观测更是让天文学家感到了吃惊。

同年,当研究人员分析这个恒星的光谱时发现,它的光谱存在多普勒效应,也就是说,这个恒星在摆动,而造成摆动现象的解释则是,它可能存在伴星!伴星和这个恒星组成了一个双星系统,双星系统的存在使得它们绕共同的质点公转,公转周期是5.6天,它们彼此非常靠近。

双星系统

但奇怪的是,我们却看不见这个伴星,根据公转轨道的参数,研究人员估算出了这个伴星的质量,其质量大约是在2.7倍到10倍太阳之间,再结合测量的X射线释放的范围,研究人员进一步确认了它的体积,它的体积很小,不会超过太阳,所以种种的迹象表明,这个伴星是一个致密的天体,中子星或者黑洞。在1974年时,霍金和基普索恩,曾经就为天鹅座x1到底是一个黑洞还是中子星进行了一场较量,而这场较量最终是在1990年得出了结果。

霍金和吉普索恩的赌注签字

1990年,在取得大量的观测数据之后,天文学家最终确定,这个致密天体的质量,已超过奥本海默极限,这说明,天鹅座x1,是一个黑洞和蓝超巨星组成的双星系统,而并非中子星。黑洞和蓝超巨星彼此相距0.2个天文单位,这个距离只有太阳和地球距离的五分之一,所以在如此近的距离之下,蓝超巨星的物质则不断地被黑洞吞噬,形成了一圈环绕黑洞的吸积盘,也正是因为吸积盘的存在才使得其释放了强烈的X射线,从而被我们人类探测到。这个,就是天鹅座x1黑洞的确认。

蓝超巨星的物质被黑洞不断吞噬

所以呢,从1964年的发现,到1990年的确认,我们差不多用了26年的时间。

可尽管天鹅座x1是我们人类确认的第一个黑洞, 但我们对它的具体数值,却一直无法精确的测量。所以对它的研究,一直也都没有停过。

在2011年,我国的苟利军研究员,曾对天鹅座x1黑洞进行了首次的精确测量,那次的测量表明,天鹅座X1黑洞的质量,大约为太阳的14.8倍,距离约为6067光年,其自转的速度大约是光速的72%!而在2021年2月19日,就是我们前面提到的那个新研究。

来自澳大利亚柯廷大学的米勒-琼斯教授所领导的团队,利用美国的甚长基线干涉阵列(VLBA)望远镜,通过三角视差法对天鹅座X1的距离又重新进行了测量。

三角视差法测量

新的测量结果显示,天鹅座x1的距离比之前测算的要遥远,其距离被限定在了约7240光年,质量也比之前重了约50%,是为21倍太阳质量。根据这个质量,研究人员也推测出,天鹅座X1黑洞的前身恒星,应该是在太阳的60倍左右,形成时间,大概是在数万年前的一场超新星爆发!

而在这次研究中,我国科学院的研究员苟利军和他的团队,也对黑洞的自转进行了重新的测算,新的测算结果表明,天鹅座X1黑洞的自转,已经达到了惊人的95%光速,这是非常恐怖的数值 。

所以通过这次的研究,我们不仅知道黑洞具有恐怖的引力,它还可以具有接近光速的自转。而黑洞和光速是,在我们的认知中是现宇宙最极端的两个现象,所以当这两个极端的现象加到一起时,不知道它周围的时空会产生怎样的景象!

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