一颗剥离的氦恒星解开了巨大的黑洞之谜

2020-01-14 来源:
一颗剥离的氦恒星解开了巨大的黑洞之谜


当大质量恒星在戏剧性的崩溃中结束生命时,恒星黑洞就形成了。观察表明,根据恒星演化理论,恒星黑洞的质量通常约为太阳质量的十倍。


最近,一个中国天文学家小组声称已经发现了一个质量高达70个太阳质量的黑洞,如果得到证实,这将严重挑战当前恒星演化的观点。


该出版物立即引发了理论研究以及其他天体物理学家的额外观察。来自埃尔兰根-纽伦堡大学和波茨坦大学的天文学家组成的团队对该天体进行了仔细观察。


他们发现它可能根本不一定是黑洞,但可能是一颗大质量中子星,甚至是一颗“普通”恒星。他们的研究结果现已在著名的《天文学和天体物理学》杂志上作为重点论文发表。


这个假定的黑洞是从一颗明亮伴星的运动中间接探测到的,它围绕一个不可见的致密物体运行了大约80天。根据新的观察,比利时的一个小组表明最初的测量结果被误解了,事实上黑洞的质量非常不确定。最重要的问题,即观察到的二进制系统是如何产生的,仍然没有答案。


一个至关重要的方面是可见伴星——炽热恒星LS V+22 25的质量。这颗恒星越大,黑洞就必须越大,才能引起这颗明亮恒星的运动。后者被认为是一颗普通的恒星,比太阳大八倍。


弗里德里希-亚历山大-埃尔兰根-纽伦堡大学(FAU)和波茨坦大学的一组天文学家仔细观察了夏威夷莫纳基亚的凯克望远镜拍摄的LS V+22 25档案光谱。特别是,他们对研究恒星表面化学元素的丰度感兴趣。


有趣的是,他们检测到氦、碳、氮和氧的丰度与年轻大质量恒星的标准组成相比有所不同。表面观察到的图案显示氢核聚变产生的灰烬,这一过程只发生在年轻恒星的核心深处,预计不会在表面被探测到。


乍一看,这个光谱确实看起来像年轻的大质量恒星的光谱。然而,有几处房产显得相当可疑。这项研究的主要科学家、FAU天文研究所班贝格卡尔·雷梅斯博士天文台的成员安德烈亚斯·伊尔刚说:“这促使我们重新审视档案数据。”。


作者得出结论,LS V+22 25在过去一定与其紧凑的同伴相互作用过。在这一集的质量转移中,恒星的外层被移除,现在剥离的氦核可见,富含氢燃烧产生的灰烬。


然而,剥离的氦星比正常的氦星轻得多。结合他们的结果和盖亚太空望远镜最近的距离测量,作者确定了一个最有可能的恒星质量只有太阳质量的1.1倍(不确定性为+/-0.5倍)。这使得致密伴星的最小质量只有2-3个太阳质量,表明它可能根本不一定是黑洞,但可能是一颗大质量中子星,甚至是一颗“普通”恒星。


LS V+22 25星因可能有一个巨大的黑洞伴星而闻名。然而,仔细观察这颗恒星本身就会发现,它本身就是一个非常有趣的物体,虽然理论上已经预测了中等质量的剥离氦星,但迄今为止只发现了极少数。它们是理解双星相互作用的关键对象。

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