科學家證明兩個“黑洞”星系實為雙星系統

近日，科學家證明此前所發現的“獨角獸”(Unicorn)和“長頸鹿”(Giraffe)兩個存在“黑洞”的星系實際上都是雙星系統，這意味著前述兩個“黑洞”的真身為恒星。相關發現刊登于《皇家天文學會月報》（MNRAS）。

2021年初，俄亥俄州立大學天文學家Tharindu Jayasinghe和同事聲稱發現了一個恒星系統，并將其命名為“獨角獸”。這一星系距離地球約1500光年，他們認為該星系中有一顆紅色的巨大恒星，并圍繞著一個看不見的黑洞運行。之后，Jayasinghe等人表示，在距地球約1.2萬光年的地方，他們又發現了第二個類似“獨角獸”的星系，并命名為“長頸鹿”。

但來自哈佛-史密森尼天體物理學中心的天文學家El-Badry和其他研究人員并不相信這些星系中存在黑洞。于是，Jayasinghe和El-Badry等人聯合，對數據展開重新分析。

此次，前述團隊通過重新分析發現，“獨角獸”和“長頸鹿”星系處于一個罕見的恒星進化階段。二者均為雙星系統，包含一顆年齡較大的紅巨星和一顆走向生命末期階段的亞巨星。亞巨星與紅巨星的距離足夠近，因此亞巨星可以通過引力從紅巨星吸取物質。El-Badry表示，隨著這些亞巨星擁有更多的質量，它們會旋轉得更快，這也是它們最初并被誤認為是黑洞的原因。

研究人員一般通過研究恒星光譜來驗證每個恒星系統的性質。任何恒星的光譜都有一些譜線，這些譜線代表著恒星大氣中的原子會吸收特定波長的光。慢速旋轉的恒星有非常清晰的譜線，快速旋轉的恒星的譜線則是模糊的。

“如果恒星旋轉得足夠快，基本上所有的光譜特征都變得幾乎不可見。”El-Badry說道。

來自歐洲南方天文臺(ESO)的天體物理學家Julia Bodensteiner表示問題在于這些星系并不只有一顆恒星，另一顆其實被隱藏起來了。這意味著“獨角獸”和“長頸鹿”星系中的第二顆恒星都旋轉得非常快，以至于很難在光譜中被發現。這也正是Jayasinghe和其同事一開始誤解“獨角獸”和“長頸鹿”星系的原因之一。

El-Badry還認為，圍繞某一物體運行的恒星的光譜線會來回移動。如果人們假設光譜顯示的只有一顆普通的、慢速旋轉的恒星在一個軌道上運行，那么這一假設就會導向錯誤的結論，即這顆恒星正在圍繞一個看不見的黑洞運行。然而，“獨角獸”和“長頸鹿”星系并不是近期首次讓科學家產生誤解的星系。

2020年，歐洲南方天文臺(ESO)天體物理學家聲稱在距地球1000多光年的地方發現了一個“黑洞”，并認為這是目前人類所發現的離地球最近的“黑洞”。他們表示這一“黑洞”位于HR6819三星系統，并有兩顆恒星圍繞著“黑洞”旋轉。但在重新分析數據后，Bodensteiner認為HR6819星系實際上沒有黑洞，只包含一對處于罕見的進化階段的恒星。隨后更多的研究證實前述星系是一個雙星系統，并不存在黑洞。