黑洞可以成为整个宇宙中最迷人的现象的有力证明,科学家们不断发现更多关于它们工作和行为方式的信息——包括它们最初是如何产生的。
现在,一项对距地球约 10,000 光年的异常错位的新研究提供了一个例子,挑战了对黑洞如何形成的既定理解。
在MAXI J1820 070系统中,这个特殊黑洞的角度表明,当黑洞第一次出现时,我们还没有考虑到一些力,这些力使这个特殊的黑洞与系统失衡周围。
MAXI J1820 070 是一个 X 射线双星系统,这意味着它有一颗恒星和一个黑洞围绕彼此旋转。通常,它们的旋转轴将对齐并垂直于轨道平面。
MAXI J1820 070 并非如此。研究人员发现,黑洞的自旋轴与系统的轨道平面成至少 40 度角。这令人惊讶,因为在大多数情况下,这些角度应该匹配或几乎匹配。
天文学家用来测量和评估黑洞的模型是基于旋转轴的水平对齐。如果在某些系统中不是这种情况,我们对黑洞的想法需要调整,其他读数可能需要重新计算。
研究人员在他们发表的论文中写道:“我们的结果表明,在测量黑洞质量和自旋时,需要将错位角视为一个自由参数。 ”
研究人员使用光学偏振观测来获取读数,测量来自吸积盘的光学和 X 射线辐射,吸积盘是黑洞周围聚集的旋转物质,因为它从伴星上剥离质量。
MAXI J1820 070 系统的艺术家印象。(Patat 等人,《科学》,2022 年)
这个 40 度的读数如此弯曲,这表明在黑洞创造之初,在系统有机会自我纠正之前,已经发生了一些事情。换句话说,它可能与形成过程有关,尽管研究人员还不确定。
人们已经认为,当黑洞由巨大的恒星爆炸产生时,它们会受到所谓的“本命踢”,有时会破坏系统。现在看来,同样的踢脚可能会产生一个错位的黑洞,或者在形成过程中发生了我们以前没有考虑过的其他事情。
黑洞对齐可能比我们之前实际提出的更不稳定的想法,但 MAXI J1820 070 中的黑洞提供了更多证据,并直接解读了黑洞可能有多不正常。
欧洲南方天文台的天文学家费迪南多·帕塔特(Ferdinando Patat)和意大利帕多瓦大学的米歇拉·马佩利(Michela Mapelli)没有参与这项新研究,但对它发表了评论。
“[这项研究] 对目前对黑洞如何形成的理解提出了深刻的挑战,并表明存在由产生黑洞的超新星产生的强大反冲,”帕塔特和马佩利写道。
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