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拜访黑洞警察（了解他们最近的发现）

荷兰阿姆斯特丹大学的托默 谢纳(Tomer Shenar)是一个国际专家团队的一员，该团队绰号“黑洞警察”，被天文学家们熟知。他们已经揭穿了几个错误的黑洞发现。但现今，由谢纳牵头的团队自己发现了大麦哲伦星云中的一个休眠黑洞。“这是我们的团队首次一起报告发现一个黑洞，而不是打假一个黑洞。”谢纳说。照片来自谢纳。

“黑洞警察”抢得了他们的首个发现

尽管黑洞的存在已经有了详细记载，但它们依然神秘。它们不容易被发现。有的发现最终被证明根本不是黑洞。一个天文学家组成的国际团队因打假黑洞“发现”而成名。别的天文学家开始叫他们黑洞警察。但现今，这个团队公布了它们自己的第一个已经过确认的发现。他们在大麦哲伦星云的蜘蛛星云区发现了一个恒星质量黑洞，大麦哲伦星云是与银河系相邻的一个小型伴星系。

这个黑洞被命名为VFTS 243，正在休眠，这些天文学家说。这意味着它不像许多黑洞一样发射高水平X射线。

该团队在2022年7月18日的《自然天文学》发表了新的经过同行审查的论文。ESO（欧洲南方天文台）提供免费预印本。

黑洞警察成员之一朱莉娅 博登斯坦纳(Julia Bodensteiner)是德国欧洲南方天文台(European Southern Observatory)的一名研究员。她指出，休眠黑洞尤其难被发现，因为它们与周围环境的相互作用不大。“两年多来，我们一直在寻找这样的黑洞双星系统”她说。“听说VFTS 243后我很兴奋，在我看来这是目前报道过的最可信的黑洞候选者。”照片来自朱莉娅 博登斯坦纳

大海捞针

托默谢纳在位于比利时的荷语鲁汶大学展开了研究。现在他在荷兰阿姆斯特丹大学。他说道：

我们的发现好比“大海捞针”。这是我们的团队首次一起报告发现一个黑洞，而不是打假一个黑洞发现。研究人员在大麦哲伦星云的蜘蛛星云区搜索了接近1000颗大质量恒星后发现了这个黑洞。团队使用了欧洲南方天文台的超大望远镜(Very Large Telescope)上纤维大阵列多元素光谱仪 (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph)六年的观测结果。研究者在寻找可能有伴侣黑洞的大质量恒星。这不是容易的一步，实际上，有的天文学家对这个发现产生了质疑。谢纳说：

作为一名近年来一直打假潜在黑洞发现的研究员，我极其怀疑这个发现。

共同作者美国哈佛-史密松森天体物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)的卡里姆 埃尔 巴德里(Kareem El-Badry)也感到怀疑，他说：

托默让我再次检查他的发现时，我有疑惑的地方。但不把黑洞考虑进去我则无法给数据做出合理解释。

就像论文里写的：

现在，我们报告发现了VFTS 243：大麦哲伦星云中一个大质量微弱X射线双星。轨道周期为10.4-d，由一个25倍太阳质量的O型恒星和一个至少9倍太阳质量的未见伴星组成。

伴星的质量说明它自身是一个黑洞，使VFTS 243成为首个被明确探测到的包括一个X射线休眠黑洞的银河系外双星。

落日下智利帕瑞纳天文台（Paranal Observatory）的超大望远镜（VLT）。版权：John Colosimo /ESO

黑洞警察成员卡里姆 埃尔 巴德里（Kareen El-Badry）是哈佛史密森天体物理中心理论与计算机构的一名天体物理学家也是哈佛学会的一名初级研究员。谢纳称他为“黑洞毁灭者”。埃尔 巴德里评论说，“托默让我再次检查他的发现时，我有疑惑的地方。但不把黑洞考虑进去我则无法给数据做出合理解释。”图源哈佛。

恒星质量黑洞

VFTS 243是一颗恒星质量黑洞。它的质量至少是太阳的9倍，绕一颗质量至少是太阳25倍的蓝星公转。

大质量恒星的残骸向自身中心坍塌，从而形成了恒星质量黑洞。至于这个过程中是否伴随超新星爆发仍有争议。对于VFTS 243，目前没有超新星爆发的证据。正如谢纳指出：

形成VFTS 243中黑洞的恒星似乎彻底地坍塌了，没有过爆发的迹象。支持这个黑洞“直接坍塌”的证据最近一直在出现，但我们的研究指出了最直接、有力的迹象。这与我们宇宙中黑洞合并的起源有巨大关联。

如果坍塌恒星在伴星系统中（两颗恒星互相围绕对方公转）黑洞则围绕伴星公转。

蜘蛛星云，是大麦哲伦星云中黑洞的所在地，就像在这张合成照片里看到的那样，照片由来自欧洲南方天文台超大望远镜望，天文用可见光和红外巡天望远镜 (VISTA) 和阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)的图像合成。图源：欧洲南方天文台/阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列 (ESO/ NAOJ/ NRAO)/欧洲南方天文台，王（wong）等人/ M.-R西尼奥 / VISTA麦哲伦星云巡天项目。

休眠黑洞

休眠黑洞指不发射任何高能辐射的黑洞。这是因为它不与环境相互作用，就像恒星自身的物质被黑洞吞噬的情况一样。这种情况下，来自恒星的物质并不正好落入黑洞中。物质会在黑洞周围形成一个吸积盘，各种高能事件都在吸积盘里发生。

从另一个角度说，休眠黑洞，只是安静地在那里。所以这些黑洞非常非常难以被探测到。但是天文学家相信，它们是广泛存在的。

黑洞警察成员巴勃罗·玛查特(Pablo Marchant)在比利时鲁汶大学天文研究所任职。“天文学家普遍相信休眠黑洞的存在，但我们几乎不知道任何休眠黑洞。这令人难以置信。”他说。图源西北大学。

“黑洞警察”欢迎审议

黑洞警察可能会质疑新的发现，包括他们自己的。但是他们的确希望天文学家继续搜寻更多围绕大质量恒星运行的黑洞。就像埃尔 巴德里总结道：

我当然希望同行认真审议我们的分析，努力编造出其它等效模型。加入这个项目很激动人心。

的确，天文学家说可能还有数千个类似于VFTS 243的黑洞真的等着被发现。我们去寻找它们吧！

艺术家创作的VFTS 243黑洞系统概念图。“黑洞警察”团队发现了大麦哲伦星云的蜘蛛星云区中一个围绕大质量伴星运行的休眠黑洞。这个伴星是一个炽热的蓝星。黑洞质量约为太阳的9倍。这是团队的首个经过确认的黑洞发现。图源：欧洲南方天文台/L. 寇卡达( L. Calçada)

概要：一组被称为“黑洞警察”的科学家发现并验证了他们的第一个黑洞发现。这是一个休眠的不活跃的黑洞，围绕大麦哲伦星云的一个大质量恒星运行，大麦哲伦星云是与银河系相邻的一个小型伴星系。

BY:Paul Scott Andersonand

FY:高中老油条

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