天鵝座X-1中的黑洞如此巨大 以至於挑戰了當前的恆星演化模型

一項新的研究顯示,X射線雙星系統天鵝座X-1中的黑洞重約21個太陽質量,它的質量如此巨大,以至於它挑戰了當前的恆星演化模型。黑洞的質量是由其母星的特性決定的,一般由其一生中因恆星風損失的質量來制約。如果黑洞與雙星伴星相互作用,系統就會發射X射線,有時還能形成射電射流,使系統作為X射線雙星在電磁觀測中可見。

天鵝座X-1中的黑洞如此巨大 以至於挑戰了當前的恆星演化模型

最近的觀測顯示,天鵝座X-1系統中的黑洞質量是太陽質量的21倍,比之前的估計多了50%。為了形成如此巨大的黑洞,天文學家不得不修改他們對恆星通過恆星風損失多少質量的估計。

從已知的X射線雙星的測量結果表明,這些系統中的黑洞質量都在20個太陽質量(M☉)以下,最大的黑洞質量為15-17M☉。然而,對黑洞合並事件的引力波探測卻發現了質量更大的黑洞,達到了50 M☉以上,這揭示了一個差異,挑戰了當前關於黑洞由大質量恆星形成的理論。

天鵝座X-1中的黑洞如此巨大 以至於挑戰了當前的恆星演化模型

在此,James Miller-Jones及其同事利用甚長基線陣列(VLBA)對天鵝座X-1,一個位於我們銀河系中的恆星質量黑洞進行了新的觀測。2016年5月29日至6月3日期間,他們利用VLBA對天鵝座X-1進行了6次觀測(每天一次)。利用新數據和檔案觀測數據,Miller-Jones等人細化了與X射線雙星的距離,發現它比之前估計的要遠,從而將系統黑洞的推斷質量提高到了21M☉。

動畫顯示了天鵝座X-1系統,由一個黑洞與一顆巨星組成的軌道。最近射電望遠鏡的觀測發現,該系統的距離比之前認為的要遠20%,這意味着該黑洞的質量是太陽的21倍,是有史以來在不使用引力波的情況下探測到的最巨大的恆星質量黑洞。

新的測量結果確定天鵝座X-1是目前已知的最大規模的電磁探測恆星質量黑洞。根據作者的說法,要想在銀河系中存在如此巨大的黑洞,在原恆星演化過程中通過恆星風損失的質量一定比目前模型預測的要低。

來源:cnBeta