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中国发现的或改写天文学的黑洞并不存在?国外科学家:逼逼算错了

2019-12-13 19:29 作者:徐德文科学频道  | 我要投稿




上月底,《自然》杂志在线发布了一篇轰动科学界的论文,中国天文学家利用郭守敬望远镜(LAMOST)的巡天优势,在一个已命名为LB-1的双星系统中,发现了一颗“不可能存在”的黑洞之王,质量达太阳的70倍——这在现有理论框架下无法解释。

根据恒星演化模型,在太阳的金属丰度下,最多只可能形成不超过25倍太阳质量的黑洞。LB-1系统中存在70倍太阳质量的黑洞,要么它以前是一个三星系统,形成两颗黑洞合并了;要么恒星演化形成黑洞的理论将被改写。

这一发现立刻引起了全球科学家的广泛关注,但本周发表在预印服务器arXiv的三篇论文却揭示,LB-1中的黑洞是正常质量的黑洞,中国科学家很可能算错了。

黑洞在宇宙中是不可见的,通常只能通过间接效应或引力波来发现。由于黑洞吞吃物质时,会在周围形成巨大的吸积盘,科学家们通过观察吸积盘的明亮X射线,就能发现黑洞的存在,并通过和周围天体的相互作用,估测它的大小。

然而LB-1的黑洞,和伴星相距太远,达到了1.5个天文单位,很难从伴星中获得气体,因此不能通过X射线观测发现它。宇宙中有很多这样的黑洞,但都很难发现,科学家们估计,仅银河系中可能就有上亿个。


不过中国科学家发现,通过观测恒星系统的多普勒频移和Hα发射线的移动,可以间接地发现和研究黑洞。

LB-1系统中的恒星和黑洞互绕运行,当某个天体向着地球运动时,光波变短,产生蓝移,远离地球而去时,波长变长,发生红移;通过测量LB-1系统的多普勒频移变化,科学家就可以确定天体的速度,进而确定它们的质量。如果恒星和黑洞速度相同,那么它们质量相同;如果一个比另一个快很多,则意味着黑洞的质量会大得多。

而Hα发射线是一条氢的红色发射线,中国科学家发现,LB-1的这条红色发射线几乎静止不动,只是稍微在摆动,这意味着是一颗恒星在围绕一个看不见的巨大质量的东西转动,恒星的质量和黑洞相差悬殊,因而导致发射线仅仅是稍微在摆动。

来自加州大学伯克利分校的天文博士生埃尔-巴德里则认为,这条发射线只是看起来像是在移动,但根本没有摆动,之所以造成这种错觉,是因为还有一条吸收线在它的下面,导致了错觉的发生,以为产生了多普勒频移。通过使用中国科学家的数据,埃尔-巴德里简单地从发射线的测量值中减去吸收线,结果发现发射线根本没有摆动。


这意味着什么呢?要么这个黑洞远远超过70个太阳质量,要么LB-1中存在一个正常的黑洞,而发射线来源于其它天体。埃尔-巴德里的团队认为,这条发射线可能主要来自于环绕双星系统的物质,而不是其中的任一个天体。他们估计LB-1中的黑洞,质量在5到20个太阳之间,但无法准确计算,中国科学家绝对算错了。

另外两篇论文中,比利时鲁汶大学天文研究所的科学家使用了和埃尔-巴德里团队类似的方法,但利用不同的望远镜收集了其它双星系统的光谱,并在发射线下放了一条吸收线进行模拟计算,结果表明这条线似乎确实在来回移动,证实了这些系统中的发射线只是看起来像是在移动。

而新西兰的科学家则模拟了不同类型的双星系统,希望发现与LB-1类似的观测结果,但没有发现有70倍太阳质量黑洞的。

一些科学家认为,发生这种事情是正常的,对以前结果进行修正是科学进步的表现。

中国的科学家团队正在对这些论文进行审视,预计在下周将发布一篇新的论文。

我们还不知道最终的结果会是怎样,不过科学家们都认为LB-1的黑洞并没有从伴星上吸取什么气体,这张艺术想象图却把吸积盘画得这么明显,似乎确实有些不好理解。然而科学是严谨的,中国科学家还专门申请了世界上其它国家的望远镜进行验证,相信在新的论文里会有合理的解释。


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