HR 艺术概念图6819系统

撰文| Jonathan O‘Callaghan

编译 | 吴非

肉眼可“见”的黑洞

黑洞无疑是宇宙中最神秘的天体，它们隐藏在黑暗中，吞噬着所有进入的光线。不管大小，所有的黑洞都有共同的特点，这就是事件的视野。一旦光线越过事件的视野，就无法逃脱。不过，黑洞还是会露出马脚，从而被我们捕捉到踪迹：当黑洞不远处有一颗恒星时，恒星的物质被黑洞吸引，超高温的尘埃与气体形成围绕黑洞快速旋转的吸积盘，释放出的X射线可以将黑洞“点亮”。那么，如果黑洞周围没有足够近的伴星呢？虽然不能直接看到，但科学家可以通过黑洞对待其他天体引力效应，这些神秘的天体被间接检测到。

欧洲南方天文台发表在《天文与天体物理杂志》的最新研究中（ESO）通过这种方法，天文学家获得了引人注目的发现——他们找到了到目前为止，离地球最近的黑洞。若结论成立，南半球的人们甚至可以不使用观测设备，肉眼看到黑洞所在的恒星系统。

恒星系统HR 6819望远镜星座位于南方，距离我们1000光年。这是一个普通的双星系统，在南半球几乎看不到肉眼，但研究人员发现其中一颗恒星的光谱呈现出周期性的摇摆。因此，在这个系统中，一定有一个未被发现的天体。

进一步分析指出，其中一颗恒星似乎以40天为周期，围绕着看不见的天体旋转；另一颗恒星距离较远，周期较长。天体的质量，相当于太阳质量的4.2倍。如果这是一颗恒星，考虑到它的质量和距离，地球上的观察者肯定会看到它。因此，研究提出，在HR 6819系统中心是一个黑洞。

埋藏15年的数据

这项研究的主要作者，ESO的Thomas Rivinius说：“我们最初认为HR 6819是一个双星系统，但我们发现它实际上是由三个天体组成的系统。”

使用研究团队ESO位于智利拉息拉天文台的2.2米口径望远镜得到了这一发现。然而，应该指出的是，这种观近并没有进行。早在2004年，天文学家就在为期几个月的观测中得到了这些数据。但这些数据并没有引起天文学家的注意——正如上面提到的，他们认为这只是一个普通的双星系统。

直到去年，中国国家天文台的刘继峰团队利用郭守望远镜发现了最大质量的恒星黑洞，其质量是太阳的70倍。刘继峰团队通过进一步分析注意到恒星中的异常光谱线，提出恒星围绕着一个“看不见的天体”近似圆周运动。

《自然》杂志上发表的这项研究引起了Rivinius的注意：“我想，等等，我的抽屉里有一些未使用的数据LB-1(刘继峰团队发现的黑洞与由恒星组成的双星系统非常相似。”于是，Rivinius团队开始重新分析这些尘封已久的数据。(注:就在上周，《自然》杂志的两篇文章是对的LB-系统中的恒星黑洞进行了隔空对话。比利时鲁汶大学的科学家认为，刘继峰的团队对氢谱线的解释不正确，所以氢发射线的来源不是黑洞；刘继峰的团队在另一项研究中回应说，结合最新数据，氢发射线的问题比以前预期的更复杂，LB-黑洞质量可能在23~65倍的太阳质量之间。）

根据HR 6819系统中两颗恒星的年龄，Rivinius该系统中的黑洞是数千万年前超新星爆发的遗迹。一般情况下，双星系统中的黑洞会吸收伴星物质，从而释放出大量的x射线，形成发光盘，包围黑洞。有趣的是，在HR 在6819系统中，两个伴星和黑洞之间的距离足以避免被黑洞“进食”。正因为如此，这个“双星”天文学家多年来一直在观察该系统。

天文意义与争议

如果HR 6819系统中的黑洞确实存在，除了更新黑洞与地球的最近距离外，还具有一系列的天文意义。人们认为超新星会影响周围恒星的运行轨道，甚至会影响恒星“踢”到星际空间。这个稳定的三体系统讲述了一个完全不同的故事。“我们从这个案例中了解到，黑洞不用‘踢’可以形成周围的恒星。”Rivinius说。

这项研究的另一个意义是，这表明“安静”黑洞比以前预期的更常见，因此，仍有大量类似的未知黑洞等待探索。LB-也可能属于这种以前不为人知的黑洞系统。当然，由于距离较远，信号较弱，LB-观察比较困难，但也不是不可能。Rivinius他们已经计划研究了LB-1系统。

HR 6819还为了解引力波黑洞系统的形成机制提供了诱人的线索。当两个黑洞或黑洞与中子星合并时，天文学家已经发现了时空涟漪。但在合并之前，这个系统是如何诞生的，是一个未解之谜。

这一发现的科学意义充满诱惑，但也有科学家提出了不同的意见。加利福尼亚大学伯克利分校Kareem El-Badry(未参与本研究)认为本研究得出结论“显然值得怀疑”。El-Badry需要注意的是，这一结论是基于一系列假设，特别是系统中更接近黑洞的恒星，质量大约是太阳的5倍。在他看来，这个假设并非足够可靠。一旦恒星的质量低于恒星Rivinius假设团队，系统中心看不见的天体质量也会下降。因此，这个天体可能根本不是黑洞，而是一颗质量不足以观测到的恒星。El-Badry说：“一定有一个天体，但在我看来，说它是黑洞是不明智的。”

阿姆斯特丹大学Edward van den Heuvel从另一个角度来看，他认为目前无法判断被认为黑洞的天体是单一天体的4.2倍太阳质量，还是恒星的平均质量是太阳质量的2.1倍。“这也可能是一个四体系统，宇宙中的许多明星都位于这样的四体系统中，”van den Heuvel说，“如果天体在某个时刻释放X射线，我们可以确定它是黑洞。但如果我们不能一直观察到x射线信号，问题来了：它是黑洞还是两颗相互绕行的恒星？”

对此，Rivinius如果这是一个四体系统，从HR 在6819释放的光线下，我们可以找到其身份的特征。为了澄清其身份，需要添加更多的望远镜来观察更长的时间。由于新冠肺炎疫情在全球蔓延，大量天文台关闭。Rivinius在观察重启后，他们会立即尝试。至于目前，我们可以说太阳系“后院”一个未知的中间似乎潜伏着“黑暗”伴侣。