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可以看到孤立的恒星质量黑洞的魔镜是什么样的?

摘要:盖亚卫星发现了一种恒星-当其它天体通过它们的视线前方时,它们会暂时变亮。造成恒星亮度变化的是一颗离我们有2544光年远的非常昏暗以至于完全看不到的双星。根据爱因斯坦广义相对论,引力会造成大质量天体—例如行星、恒星、星系或黑洞的时空扭曲,同样也会扭曲附近的光线。当一个大质量天体位于光源和观察者之间,并成一条直线时,该天体可以当做引力透镜,观察者可以看到光源亮度明显增强,这种现象又被称为微引力透镜。

2016年7月和8月,天文学家发现,从盖亚空间天文台传回的数据中有一些异常。一颗遥远的恒星突然变亮,然后又暗淡下来。几个星期后,天空又亮了起来,但没过多久又暗了下来。

这种奇怪的现象并不是因为在恒星身上发生了什么奇怪的事情,而是因为在恒星和地球或者探测器之间有另一个不可见的物体。这个物体的引力非常强大,甚至于可以将时空的结构扭曲,当它经过遥远恒星及地球之间的连线时,恒星的光度会被放大。

现在,天文学家们已经弄清楚了这个不可见的物体是一个双星系统,距离地球2544光年,并且很暗弱,以至于我们无法看到它。但是,根据引力透镜的原理,我们可以计算出它的质量、距离以及运动轨迹。

他们说,zhexiejishu可以用来探测银河系中隐藏的其他大质量天体,比如可能存在着的数百万个孤立的恒星质量黑洞。

根据天文学家们的说法,人们可以通过源天体的反复变量和变暗的行为来研究这个双星系统的性质。这项活动后来被命名为盖亚16耶。

波兰华沙大学的天文学家 Łukasz Wyrzykowski 说: “如果你有一个单一的透镜,这个透镜是由一个单一的物体引起的,那么当它靠近时,恒星的亮度只会有一个平稳的上升;当透镜逐渐远离时,恒星的亮度又会平稳下降。”

在这种情况下,恒星的亮度不仅急剧下降,而且在几个星期之后它又变亮了,这是非常不寻常的。在500天的观察中,我们看到它变亮变暗了5次。”

这表明一个双星系统产生了所谓的引力微透镜效应,这是爱因斯坦预测的效应,当前景物体的引力导致时空弯曲,放大其后面的东西时,就会发生这种效应。

在更大的尺度上,这使我们能够利用较小镜头的望远镜去研究远距离的物体。

对于盖亚16耶,微透镜是一个由高倍区域组成的复杂网络。经过这些区域的背景光源会迅速变亮,然后随着这个区域的移动又立即变暗。

在盖亚16耶微引力透镜事件中,天文学家们经过仔细研究发现了一个名为2MASS19400112 + 3007533的双星系统,这个双星系统由两颗质量分别为57% 和36% 太阳质量的红矮星组成,它们的运动周期2.88个地球年。

天文学家 Przemek Mróz 说: “我们根本看不到这个双星系统,但是只要能看到它作为背景恒星的透镜所产生的影响,我们就能够了解它的一切。”Przemek Mróz 曾任职于华沙大学,现在就职于加利福尼亚理工学院。

“在不需要看到双星系统的光的条件下,我们依然可以确定该系统的几乎所有性质,包括系统的旋转周期,其组成部分的质量,它们的分离,它们的轨道形状等。”

天文学家们使用自动化工具在盖亚数据中寻找明亮的和暗淡的天体,它的目标之一就是帮助研究人员寻找孤立的恒星质量黑洞。

目前,我们知道有几十个这样的黑洞。当它们与周围空间中的物质相互作用时,比如它们正在主动吞噬一颗恒星,或者它们处于一对正常恒星中时,我们就能发现它们。

然而,到目前为止,休眠的孤立黑洞仍然难以观测到。但是如果我们能够发现系统总质量小于太阳质量的不可见红矮星,那么我们就可以用这些技术探测到恒星质量黑洞,这些黑洞的质量下限通常是太阳质量的五倍。

“我们的方法让我们看到了不可见的物体,”Wyrzykowski 在波兰接受《科学》杂志采访时说。

“我认为今年我们将迎来第一个黑洞。我是一个乐观主义者。”

这项研究发表在《天文与天体物理学报》上。(Astronomy & Astrophysics.

BY: someone searching

FY: 李迢

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选文:天文志愿文章组-

翻译:天文志愿文章组-李迢

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https://www.sciencealert.com/astronomers-found-a-pair-of-invisible-stars-they-could-lead-us-to-hidden-black-holes?perpetual=yes&limitstart=1

本文由天文志愿文章组-李迢翻译自文章作者someone searching的作品,如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除。

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