天文學家在銀河系中發現了一種全新類型黑洞。這種未知的黑洞類別可能比已知的最小型黑洞還要小。

這項新研究發表在2019年11月1日的《科學》雜誌上。

據CNN報道，項目第一作者、美國俄亥俄州立大學的托德‧湯普森（Todd Thompson）教授說：「我們找到了這類全新黑洞存在的線索，不過我們還沒有真正發現它們。」

在恆星死亡、坍縮和爆炸之後，會形成黑洞，甚至連光都無法從黑洞中逃脫。超大質量黑洞往往存在星系的中心，就像星系的引擎一樣。

但並非所有恆星都會在死亡時變成黑洞。有很多恆星死亡並坍縮時，它們會形成中子星，這些中子星很小且密度很高。

這些都是研究的重要內容，因為天文學家可以了解恆星的演化和黑洞的形成。研究人員說，如果天文學家只關注超大質量黑洞，例如我們銀河系中心的黑洞，那麼我們只能看到一小部份黑洞。

湯普森教授說：「人們試圖了解超新星爆炸，超大質量恆星如何爆炸，超大質量恆星中的元素是如何形成的。因此，如果我們能揭示出新的黑洞類型，它將告訴我們更多信息，比如哪些恆星會爆炸，哪些恆星不爆炸，哪些黑洞，哪些中子星爆炸的信息。這將開闢一個新的研究領域。」

黑洞經常出現在雙星系統中，其中兩顆恆星彼此繞行。如果一顆恆星死亡，那麼另一顆恆星仍會繼續繞行，即使對面的恆星已經變成黑洞或中子星。

在這項研究之前，天文學家發現黑洞的質量是太陽質量的5至15倍，而中子星僅是太陽質量的兩倍。但是，如果中子星的質量超過太陽質量的2.5倍，它可能會坍塌並變成黑洞。然後，那個黑洞可能會變大。

引力波天文台（LIGO）改變了這個情況。它發現了兩個黑洞合併成一個黑洞。兩個巨大的黑洞分別是太陽質量的31倍和太陽質量的25倍。

湯普森說：「立即，每個人都感覺『哇』，因為那真是太壯觀了。不僅是因為它證明了LIGO的確有用，而且因為黑洞質量很大，我們以前從未見過。」

這擴大了黑洞質量的已知範圍，表明它們可能更大。但是，存在於中子星和黑洞邊界之間的較小的那些呢？

湯普森教授和他的同事們研究了APOGEE數據，這是阿帕奇角天文台銀河系演化實驗，它觀測了銀河系中100,000個恆星的光。

他們想看看星光波長的變化是否能顯示可能存在的雙星系統。如果波長顯示出從藍色到紅色的波長變化，則可能表明該恆星所在的雙星系統中的另一個成員已變成黑洞。

當湯普森和他的同事們將搜索範圍縮小到最有希望的恆星時，他們發現了一顆巨大的紅色恆星，它的伴星比已知的最小黑洞小，但比任何已知的中子星大。這個伴星很可能是一個低質量黑洞，質量是太陽質量的3.3倍。目前已知的最小黑洞是太陽質量的3.8倍。

「我們在這裏所做的是找到一種新的搜索黑洞的方法。但我們的結果有可能找到了第一個以前天文學家從未發現的低質量黑洞。」湯普森教授說， 「它們的質量告訴我們它們的形成和演化，也告訴我們它們的性質。」#

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