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黑洞生于红超巨星?


2016/8/1 14:29:58 编辑:admin 来源:本站整理 
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  • 撰文 李•比林斯(Lee Billings)
    翻译 沈添怿
    在侦探故事《银斑驹》(Silver Blaze)中, 大侦探福尔摩斯留意到了一些事情没有发生——看门狗在半夜时分并没有吠叫, 从而破解了一桩谋杀案。 同样, 天文学家也正试图通过寻找没有发生爆炸的恒星, 来破解宇宙学谜题——黑洞的诞生。
    比太阳的质量大许多倍的恒星, 通常以超新星的形式结束它的一生——质量巨大的内核发生坍缩, 触发剧烈的爆炸。 超新星非常明亮, 足以让宇宙另一端的我们在地球上对其进行观察和研究。 现代天文学家虽然还没有在我们的银河系观察到超新星, 但观测到了临近星系中的前身星(progenitor star), 由此证实曾经发生过几十次超新星爆炸。 然而奇怪的是, 虽然质量更大的恒星也应以超新星的形式终结, 但迄今为止观测到的超新星却没有质量超过太阳17倍的。
    理论物理学家猜测, 黑洞或许可以解释这一现象。 当某些红超巨星的核心发生坍缩时, 它们直接形成了黑洞, 吞噬分崩离析的星体, 而并没有成为超新星。 从远处看, 消失的恒星可能正宣告着一个黑洞的诞生。
    “我们称之为‘失败超新星’(failed supernovae), ”美国加利福尼亚大学圣克鲁斯分校天体物理学家斯坦•伍斯利(Stan Woosley)在电脑上模拟过这一过程, 他说, “第一眼看到的是红超巨星, 再一眼却不见了, 简直出神入化。 ”
    2008年, 克里斯•科哈内克(Chris Kochanek)和美国俄亥俄州立大学的同事提出了一个寻找这些消失恒星的方法。 大多数针对超新星的研究都把重点放在寻找明亮的闪光上, 与此相反, 科哈内克提出, 监控大约30个相邻的星系, 在恒星突然消失的位置, 寻找可疑的暗区。
    去年, 根据位于美国亚利桑那州的“大双筒望远镜”(Large Binocular Telescope Observatory)的观测, 科哈内克与两位同事吉尔•盖克(Jill Gerke)、克里斯•施塔内克(Kris Stanek)确信, 他们已经找到一颗“失败超新星”——NGC 6946星系中的一颗红超巨星发生了短暂的爆发, 随后便在眨眼间不见了。
    至今, 天文学家或许已经两次见证了黑洞的诞生。 去年7月, 英国剑桥大学的托马斯•雷诺兹(Thomas Reynolds)、摩根•弗雷泽(Morgan Fraser)和杰勒德•吉尔摩(Gerard Gilmore)宣称, 在哈勃望远镜观测NGC 3021星系的存档中, 发现另一颗红超巨星在星团中蜕变为了黑色。 这两个团队的研究成果均刊登于《皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。
    当然, 这两个案例可能还有其他平淡无奇的解释:恒星的亮度可能存在变化及巨大的波动, 恒星也有可能迁移到了尘埃背后。 接下来, 这两个研究团队计划利用空间望远镜进行更深入的观测, 以为恒星蜕变为黑洞这种说法找到更多证据。
    对他们来说, 最好的景致就是视野之内空空如也。 “恒星的星光可能会发生变化, ”科哈内克说, “但死亡对于恒星来说是永恒的。 ”弗雷泽表示, 如果恒星重新出现了, “那么很明显, 它们并没有发生爆炸”, 对于“失败超新星”的寻找也将重新上路或就此消歇。
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