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天鹅座X-1——第一个被人类发现的恒星级黑洞,拥有比我们想象得还要大的多的质量 黑洞无处不在。 这是一幅以描绘天鹅座X-1系统为主题的艺术作品。左边是一颗质量超过太阳40倍的巨大O型星。围绕它运行的是一个质量为太阳21倍的黑洞，它以恒星的物质为食，并喷射出X射线。资料来源：国际射电天文学研究中心。 幸运的是，宇宙太空的空间很大，所以即使是我们知道的最近的星系其实也离我们很远，得有几千光年的距离。我们在每一个像样或合适大小的星系里也能看到它们，从数百万到数十亿光年的距离。 但天鹅座X-1是特别的，因为它是第一个——有史以来第一颗被探测到的，现在仍然是我们知道的最接近我们的之一。但新的观测结果显示我们认为对它了解的一些事情其实并不正确，包括它的距离、质量，甚至它是如何形成的。这意味着天文学家将需要重新思考一些关于恒星如何坍缩形成这些天体的细节。 天鹅座X-1是在1964年被发现的，当时在一系列亚轨道飞行中正将基本上是花哨的盖革计数器发射到空间。它们探测到来自天鹅座方向的X射线。在1971年进行的无线电观测精确地确定了光源在天空中的位置——它竟然是一颗发光的蓝色O型星，名为HD226868。这些恒星体积巨大，威力强大，但产生的X射线却并不像被探测到的那样强烈。 HD 226868星 (箭头所指) 的图像，这是一颗巨大而发光的恒星，它被一个黑洞 (此处未见) 环绕，形成天鹅座X-1。资料来源: 数字化天空测量2。(Aladin/DSS2) 不过就在同年，在这颗恒星的光线中看到了一个周期性的多普勒变化，表明有一个巨大的物体在围绕它运行，不过什么也没看到。这是第一个强有力的证据，证明天鹅座X-1是一个黑洞。 多年来人们对它进行了广泛的研究，它作为黑洞的性质是毫无疑问的。直到最近 (哦，预示)，各种方法都认为它的距离在6000光年以上，质量大概在不到太阳的16倍。它所围绕的O型星质量更大，是太阳质量的几十倍，它们每隔5.6天就会互相绕一圈。
这种系统被称为高质量X射线双星，而我们已知的就有很多都是。最巨大的一个黑洞的质量就是大概在不到太阳质量的16倍左右，这使天鹅座X-1成为同类系统中的佼佼者。 一个黑洞模拟的注释版本解释了这个奇异物体的各个部分。资料来源：NASA的戈达德太空飞行中心。 ......只是事情发生了变化。利用甚长基线阵列 (VLBA) 进行的新的射电观测 (结合旧的观测，共覆盖约7年) 表明，我们与黑洞的距离不是6000光年，而是差不多刚刚超过7200光年，这是一个显著的增长。他们使用的就是所谓的视差法: 就是当地球在一年内绕着太阳运行时我们看到的系统角度略有不同，物体越远，角度越小。由于我们知道地球与太阳的距离，我们就可以用三角学来计算物体的距离了。 这就改变了很多事情。由于距离变得更远，恒星的亮度也比想象中的要高。而且它喷出的能量是太阳的40万倍! 所以它的质量也必须比以前认为的更大，而新发现的质量约为太阳质量的41倍。 当然这也意味着黑洞的质量也会更大。那么也就是说它的质量不是太阳质量的15倍，而是太阳质量的21倍。噢天! 这远远高于X射线双星系统中已知的最高黑洞质量，而且这很难解释。 当大质量恒星核心燃料耗尽并爆炸时, 就会形成黑洞。外层在超新星中爆炸，而核心坍塌形成黑洞。这个黑洞的质量取决于很多东西，包括恒星出生时的质量、其中有什么元素、以及恒星在一生中通过那些吹走部分外层的风 (像太阳风，但要强得多) 而损失了多少质量。就天鹅座X-1而言，它还取决于双星系统中的另一颗恒星。 但这里的问题是鉴于这个新的质量，黑洞的祖星似乎一定是太阳质量的60倍左右，是个超级大怪物。本来那些恒星通常会吹出相当大的风，但恒星模型表明，在那个质量下它吹出的风会多出两到三倍。恒星会损失太多质量，无法解释黑洞目前的重量。一定有什么东西扼制了这些风。 不过目前还不清楚是什么。O型星的伴星里有异常多的重元素，它很可能在黑洞爆炸前从黑洞的原星上得到了那些元素。但 (出于复杂的原因) 那些通常会导致强风，这也就没有意义了。如果这些修改后的数字成立，这意味着在类似情况下，大质量恒星如何“造风”的模型也需要重新思考。 这是一幅以描绘天鹅座X-1系统为主题的艺术作品。左边是一颗质量超过太阳40倍的巨大O型星。围绕它运行的是一个质量为太阳21倍的黑洞，它以恒星的物质为食，并喷射出X射线。资料来源：国际射电天文学研究中心。 这可能听起来有点深奥，但它对于研究这个非常重要。像这样的二元系统在其他星系中很容易被发现，并且可以用来确定这些星系的环境。 另外，最终那颗O型星会爆炸，也会形成一个黑洞。两者会螺旋式地结合在一起，并在几十亿年后会合并，喷射出引力波。 我们可以看到这样的事件在宇宙中到处都在发生，它们似乎来自于比我们通常看到的更巨大的黑洞 (2019年，人们从一个系统中看到了一次合并，其黑洞质量是太阳质量的惊人的66倍和85倍)。 我们不知道黑洞是如何变得如此巨大的，但研究天鹅座X-1可以帮助我们弄清这个问题。 另外，黑洞实在是太酷了。尤其是发现其中一个最接近我们的黑洞，也是第一个被发现的黑洞，而且其质量远比我们想象的更远更巨大,，是一件天大的事。这说明我们对这些奇异的物体还有很多东西要了解。 FY: 儿店小二 如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处 选文：天文志愿文章组-长庚先生 翻译：天文志愿文章组-儿店小二 审核：天文志愿文章组- 终审：天文志愿文章组-零度星系 排版：天文志愿文章组-零度星系 美观：天文志愿文章组- 参考资料 1.WJ百科全书 2.天文学名词 3.原文来自：网址:https://www./syfywire/cygnus-x-1-the-first-black-hole-ever-detected-is-more-massive-than-we-thought 本文由天文志愿文章组-儿店小二翻译自文章作者Phil Plait的作品，如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除。 注意：所有信息数据庞大，难免出现错误，还请各位读者海涵以及欢迎斧正。 结束，感谢您的阅读与关注 全文排版：天文在线（零度星系） 转载请取得授权，并注意保持完整性和注明出处 浩瀚宇宙无限宽广 穹苍之美尽收眼底 |
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