科學家證明兩個“黑洞”星系實為雙星系統，“黑洞”為亞巨星

近日，科學家證明此前所發現的“獨角獸”(Unicorn)和“長頸鹿”(Giraffe)兩個存在“黑洞”的星系實際上都是雙星系統，這意味著前述兩個“黑洞”的真身為恒星。相關發現刊登于《皇家天文學會月報》（MNRAS）。

圖片來自《皇家天文學會月報》（MNRAS）

2021年初，俄亥俄州立大學天文學家Tharindu Jayasinghe和同事聲稱發現了一個恒星系統，并將其命名為“獨角獸”。這一星系距離地球約1500光年，他們認為該星系中有一顆紅色的巨大恒星，并圍繞著一個看不見的黑洞運行。之后，Jayasinghe等人表示，在距地球約1.2萬光年的地方，他們又發現了第二個類似“獨角獸”的星系，并命名為“長頸鹿”。

但來自哈佛-史密森尼天體物理學中心的天文學家El-Badry和其他研究人員并不相信這些星系中存在黑洞。于是，Jayasinghe和El-Badry等人聯合，對數據展開重新分析。

此次，前述團隊通過重新分析發現，“獨角獸”和“長頸鹿”星系處于一個罕見的恒星進化階段。二者均為雙星系統，包含一顆年齡較大的紅巨星和一顆走向生命末期階段的亞巨星。亞巨星與紅巨星的距離足夠近，因此亞巨星可以通過引力從紅巨星吸取物質。El-Badry表示，隨著這些亞巨星擁有更多的質量，它們會旋轉得更快，這也是它們最初并被誤認為是黑洞的原因。

被誤認為存在“黑洞”的雙星系統示意圖

研究人員一般通過研究恒星光譜來驗證每個恒星系統的性質。任何恒星的光譜都有一些譜線，這些譜線代表著恒星大氣中的原子會吸收特定波長的光。慢速旋轉的恒星有非常清晰的譜線，快速旋轉的恒星的譜線則是模糊的。

“如果恒星旋轉得足夠快，基本上所有的光譜特征都變得幾乎不可見。”El-Badry說道。

來自歐洲南方天文臺(ESO)的天體物理學家Julia Bodensteiner表示問題在于這些星系并不只有一顆恒星，另一顆其實被隱藏起來了。這意味著“獨角獸”和“長頸鹿”星系中的第二顆恒星都旋轉得非常快，以至于很難在光譜中被發現。這也正是Jayasinghe和其同事一開始誤解“獨角獸”和“長頸鹿”星系的原因之一。

El-Badry還認為，圍繞某一物體運行的恒星的光譜線會來回移動。如果人們假設光譜顯示的只有一顆普通的、慢速旋轉的恒星在一個軌道上運行，那么這一假設就會導向錯誤的結論，即這顆恒星正在圍繞一個看不見的黑洞運行。

然而，“獨角獸”和“長頸鹿”星系并不是近期首次讓科學家產生誤解的星系。

2020年，歐洲南方天文臺(ESO)天體物理學家聲稱在距地球1000多光年的地方發現了一個“黑洞”，并認為這是目前人類所發現的離地球最近的“黑洞”。他們表示這一“黑洞”位于HR6819三星系統，并有兩顆恒星圍繞著“黑洞”旋轉。但在重新分析數據后，Bodensteiner認為HR6819星系實際上沒有黑洞，只包含一對處于罕見的進化階段的恒星。隨后更多的研究證實前述星系是一個雙星系統，并不存在黑洞。

盡管這些星系并不存在黑洞，Jayasinghe和其同事仍在積極尋找黑洞，前述研究發現將有助于科學家進一步認識處于罕見進化階段的雙星系統，并與黑洞加以區分。

關鍵詞： 雙星系統