北京治疗白癜风 https://wapjbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/ffxbdf/
本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。
还记得两周前,我国科学家表示他们在离地球不远的地方发现了一个难以置信的巨大黑洞,这个消息一经宣布在科学界引起了巨大反响。如果他们是正确的,这将是对天体物理学的一个重大冲击,将颠覆关于如此巨大的黑洞是如何以及在哪里形成的关键理论。但外国科学家认为现在看起来这项观测可能有点错误。
恒星级黑洞的计算
据了解,我国科学家发现的这个罕见的巨大黑洞,它的质量是太阳的70倍,是距离地球光年的LB-1双星系统的一部分。但现在,本周发表在arXiv数据库上的两篇独立论文发现了同样的基本问题,它所依据的证据表明,这个看不见的黑洞在它的重伴星,一颗被称为B星的恒星围绕它旋转时,正在非常轻微地摆动。黑洞的轻微摆动和恒星的快速运动之间的差异表明,黑洞的质量要大得多,如果它们彼此的大小更接近,你就会发现黑洞的移动速度和恒星一样快。然而,根据这两篇新论文,研究人员误解了他们所看到的来自遥远星系的光。因此黑洞的质量可能有误。
科学家是通过计算恒星的快速运动来测量黑洞的质量,打个比方,一个人拿着一根铁链,铁链的末端拴着铁球,然后这个人甩动铁球,开始旋转,这个时候人的位移是相当小的,而铁球在不断地做圆周运动,这是因为铁球的重量比人要小得多。而此时如果我们知道了铁球的重量就可以算出人的质量。同理,只要我们知道了这个恒星的质量就可以知道“甩动”者即黑洞的质量。最终我国测出这颗黑洞的质量为70倍太阳质量,这是人类历史上发现的质量最大的恒星级黑洞。
外国科学家认为我国科学家测量的70倍太阳质量黑洞有误
但是外国科学家发现了一个问题,发现恒星摆动的研究者们建立了“Hα发射线”,结果现在看起来这条光线根本不是来自黑洞,这意味着我国的黑洞质量测量可能是错误的。
Hα在天文学和物理学上是氢的一条具体可见的红色发射谱线,是在可见电磁频谱的红色部分,并且是天文学家追踪气体云气中被电离的氢含量最容易的方法。
来自纽约市美国自然历史博物馆的天体物理学家杰基·法赫蒂表示,这种光线不仅可以来自黑洞,也可以来自B星(即那颗环绕的恒星),而这两者可能会混淆!而且地球上的望远镜一般都不够清晰,无法很好地分辨出恒星系统中的单个物体,无法测量它们的运动,尤其是当其中一个物体是黑洞时,只能从其主体周围薄薄的“吸积盘”上看到它。因此,研究这些系统通常需要分析来自这些系统的单个频率的光的模式,并使用它们来推断它们内部的情况。
多普勒效应
在LB-1双星系统中有一个非常明亮的数据源,那就是所有来自系统中正常B星的光。研究人员可以利用多普勒效应来测量它的运动,多普勒效应使光波变长,当恒星远离地球时,光线呈现红色,当恒星靠近地球时,光线变得更蓝。研究人员可以在一系列发射线中追踪多普勒效应,特别是与恒星的个别特征相对应的明亮的辐射频率。
多普勒效应在我们生活中非常常见,比如一辆机车从远处靠近你时。声音越来越大,音调很高,但若是它远离你时,声音会逐渐减小,音调变低,音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关。这一比值越大,改变就越显著,后人把它称为“多普勒效应”。
Hα来源有误
然而在《自然》杂志发表的论文中,研究人员发现系统中的另一个发射谱线Hα,似乎并不来自于正常的恒星。他们还发现,它还显示出一种轻微的多普勒效应,表明它的来源在轻微移动,这意味着它可能来自系统中一个看不见的黑洞周围的物质圆盘。新论文发现,《自然》杂志的研究人员未能完全将数据从亮源、恒星和暗源中分离出来。Hα明显摆动的线是一种来自伴星的错觉。
密西西比大学的天体物理学家LeoC.Stein表示,在看到这些新论文后,他对最初《自然》杂志上关于黑洞质量的文章“非常怀疑”。如果Hα来源有误。那么一很有可能伴星是一个质量比报道的还要大的黑洞。也许黑洞的大小如此惊人,以至于在它的伴星的引力影响下,它似乎根本没有摆动。不过暂时没有其他证据表明在这个系统中有这么大的黑洞。
所以更可能的情况是,这个系统包含了一个更典型的黑洞,其大小与太阳差不多,而Hα线来自其他一些来源。来自新西兰、加拿大和澳大利亚的一个研究小组的第三篇论文,发现了《自然》杂志论文中的另外几个问题,包括研究人员可能误判了与该系统的距离。当然,这一切仅仅是质疑,具体的真相还有待进一步的观测。
最后,外国科学家表示,但是毫无疑问,这次的发现是科学史上的奇迹,我们需要更多地发现才能更好地理解宇宙!