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天鹅座X1系统想像图 (版权:International Centre for Radio Astronomy Research)

  2月19日新闻,香港时间2月19日破晓,国际科学期刊《科学》(Science)杂志和《天体物理学报》(Astrophysical Journal)的三篇文章团结公布了对历史上发现的第一个恒星级黑洞——天鹅座X1(Cygnus X-1)的最新正确丈量效果。来自澳州、美国和中国(中国科学院国家天文台苟利军研究员牵头)的三个团队划分自力对黑洞的距离、质量、自旋及其演化做了最为正确的丈量和限制,发现此系统包罗了一个21倍太阳质量的黑洞,而且其自转速率极靠近光速。这是迄今发现并确认的唯一一个黑洞质量跨越20倍太阳质量且自转如此之快的X射线双星系统。其中,中国科学院国家天文台苟利军研究员及学生赵雪杉、郑雪莹为《科学》杂志论文的互助者,并作为第一作者及通讯作者在《天体物理学报》揭晓系列中关于黑洞自转正确丈量的文章。

  天鹅座X1是一个X射线双星系统,除了包罗能够发生X射线源的致密星之外,还包罗一个蓝巨星。自从这个系统在1964年被美国探空火箭首次发现以来,其中致密天体究竟是黑洞照样中子星的问题一直是高能天体物理研究领域的热门。上世纪70年代,物理学家索恩和霍金也为此赌博,还立下了字据。直到上世纪90年代,越来越多的观察证据解释这个系统中央应该是黑洞,霍金才签字示意认赌服输。

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  只管霍金已经认输,然而对于这个系统的性子一直缺乏正确的丈量。2011年,苟利军研究员和互助者就对这颗黑洞的性子首次做了一次正确丈量的实验。那时得出的效果是:这个黑洞系统与地球的距离为6067光年,质量为14.8倍的太阳质量,而且发现黑洞的视界面在以72%的光速转动。

  2013年,欧洲航空局的盖亚(GAIA)卫星发射升空,设计对银河系内的10亿颗恒星的距离举行正确丈量,固然也包罗天鹅座X1在内的X射线双星。效果,盖亚卫星所给出的天鹅座X1的距离要比之前的距离远一些,大约为7100光年。在刚刚揭晓在《科学》上的文章中,来自澳州柯廷大学的米勒-琼斯教授所向导的团队,行使美国的甚长基线过问阵列(VLBA),通过三角视差方式对天鹅座X1的距离再次举行丈量和确认。团队把新的观察数据和之前的观察数据相结合,同时消除了天鹅座X1的喷流运动所导致的系统误差效应之后,最终得到了天鹅座X1黑洞的最新距离,这一效果为7240光年,精度到达8%,这个距离和盖亚卫星给出的距离完全一致。在此基础之上,互助团队重新剖析光学数据,发现黑洞质量增添了50%,增添到了21倍的太阳质量,精度为10%,这是X射线双星系统中现在唯一一个主星质量跨越20倍太阳质量的黑洞X射线双星系统。

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