拜訪黑洞警察（了解他們最近的發現）
荷蘭阿姆斯特丹大學的托默 謝納(Tomer Shenar)是一個國際專家團隊的一員，該團隊綽號「黑洞警察」，被天文學家們熟知。他們已經揭穿了幾個錯誤的黑洞發現。但現今，由謝納牽頭的團隊自己發現了大麥哲倫星雲中的一個休眠黑洞。「這是我們的團隊首次一起報告發現一個黑洞，而不是打假一個黑洞。」謝納說。照片來自謝納。
「黑洞警察」搶得了他們的首個發現
儘管黑洞的存在已經有了詳細記載，但它們依然神秘。它們不容易被發現。有的發現最終被證明根本不是黑洞。一個天文學家組成的國際團隊因打假黑洞「發現」而成名。別的天文學家開始叫他們黑洞警察。但現今，這個團隊公布了它們自己的第一個已經過確認的發現。他們在大麥哲倫星雲的蜘蛛星雲區發現了一個恆星質量黑洞，大麥哲倫星雲是與銀河系相鄰的一個小型伴星系。
這個黑洞被命名為VFTS 243，正在休眠，這些天文學家說。這意味著它不像許多黑洞一樣發射高水平X射線。
該團隊在2022年7月18日的《自然天文學》發表了新的經過同行審查的論文。ESO（歐洲南方天文台）提供免費預印本。
黑洞警察成員之一朱莉婭 博登斯坦納(Julia Bodensteiner)是德國歐洲南方天文台(European Southern Observatory)的一名研究員。她指出，休眠黑洞尤其難被發現，因為它們與周圍環境的相互作用不大。「兩年多來，我們一直在尋找這樣的黑洞雙星系統」她說。「聽說VFTS 243後我很興奮，在我看來這是目前報道過的最可信的黑洞候選者。」照片來自朱莉婭 博登斯坦納
大海撈針
托默謝納在位於比利時的荷語魯汶大學展開了研究。現在他在荷蘭阿姆斯特丹大學。他說道：
我們的發現好比「大海撈針」。這是我們的團隊首次一起報告發現一個黑洞，而不是打假一個黑洞發現。研究人員在大麥哲倫星雲的蜘蛛星雲區搜索了接近1000顆大質量恆星後發現了這個黑洞。團隊使用了歐洲南方天文台的超大望遠鏡(Very Large Telescope)上纖維大陣列多元素光譜儀 (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph)六年的觀測結果。研究者在尋找可能有伴侶黑洞的大質量恆星。這不是容易的一步，實際上，有的天文學家對這個發現產生了質疑。謝納說：
作為一名近年來一直打假潛在黑洞發現的研究員，我極其懷疑這個發現。
共同作者美國哈佛-史密松森天體物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)的卡里姆 埃爾 巴德里(Kareem El-Badry)也感到懷疑，他說：
托默讓我再次檢查他的發現時，我有疑惑的地方。但不把黑洞考慮進去我則無法給數據做出合理解釋。
就像論文里寫的：
現在，我們報告發現了VFTS 243：大麥哲倫星雲中一個大質量微弱X射線雙星。軌道周期為10.4-d，由一個25倍太陽質量的O型恆星和一個至少9倍太陽質量的未見伴星組成。
伴星的質量說明它自身是一個黑洞，使VFTS 243成為首個被明確探測到的包括一個X射線休眠黑洞的銀河系外雙星。
落日下智利帕瑞納天文台（Paranal Observatory）的超大望遠鏡（VLT）。版權：John Colosimo /ESO
黑洞警察成員卡里姆 埃爾 巴德里（Kareen El-Badry）是哈佛史密森天體物理中心理論與計算機構的一名天體物理學家也是哈佛學會的一名初級研究員。謝納稱他為「黑洞毀滅者」。埃爾 巴德里評論說，「托默讓我再次檢查他的發現時，我有疑惑的地方。但不把黑洞考慮進去我則無法給數據做出合理解釋。」圖源哈佛。
恆星質量黑洞
VFTS 243是一顆恆星質量黑洞。它的質量至少是太陽的9倍，繞一顆質量至少是太陽25倍的藍星公轉。
大質量恆星的殘骸向自身中心坍塌，從而形成了恆星質量黑洞。至於這個過程中是否伴隨超新星爆發仍有爭議。對於VFTS 243，目前沒有超新星爆發的證據。正如謝納指出：
形成VFTS 243中黑洞的恆星似乎徹底地坍塌了，沒有過爆發的跡象。支持這個黑洞「直接坍塌」的證據最近一直在出現，但我們的研究指出了最直接、有力的跡象。這與我們宇宙中黑洞合併的起源有巨大關聯。
如果坍塌恆星在伴星系統中（兩顆恆星互相圍繞對方公轉）黑洞則圍繞伴星公轉。
蜘蛛星雲，是大麥哲倫星雲中黑洞的所在地，就像在這張合成照片里看到的那樣，照片由來自歐洲南方天文台超大望遠鏡望，天文用可見光和紅外巡天望遠鏡 (VISTA) 和阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA)的圖像合成。圖源：歐洲南方天文台/阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列 (ESO/ NAOJ/ NRAO)/歐洲南方天文台，王（wong）等人/ M.-R西尼奧 / VISTA麥哲倫星雲巡天項目。
休眠黑洞
休眠黑洞指不發射任何高能輻射的黑洞。這是因為它不與環境相互作用，就像恆星自身的物質被黑洞吞噬的情況一樣。這種情況下，來自恆星的物質並不正好落入黑洞中。物質會在黑洞周圍形成一個吸積盤，各種高能事件都在吸積盤裡發生。
從另一個角度說，休眠黑洞，只是安靜地在那裡。所以這些黑洞非常非常難以被探測到。但是天文學家相信，它們是廣泛存在的。
黑洞警察成員巴勃羅·瑪查特(Pablo Marchant)在比利時魯汶大學天文研究所任職。「天文學家普遍相信休眠黑洞的存在，但我們幾乎不知道任何休眠黑洞。這令人難以置信。」他說。圖源西北大學。
「黑洞警察」歡迎審議
黑洞警察可能會質疑新的發現，包括他們自己的。但是他們的確希望天文學家繼續搜尋更多圍繞大質量恆星運行的黑洞。就像埃爾 巴德里總結道：
我當然希望同行認真審議我們的分析，努力編造出其它等效模型。加入這個項目很激動人心。
的確，天文學家說可能還有數千個類似於VFTS 243的黑洞真的等著被發現。我們去尋找它們吧！
藝術家創作的VFTS 243黑洞系統概念圖。「黑洞警察」團隊發現了大麥哲倫星雲的蜘蛛星雲區中一個圍繞大質量伴星運行的休眠黑洞。這個伴星是一個熾熱的藍星。黑洞質量約為太陽的9倍。這是團隊的首個經過確認的黑洞發現。圖源：歐洲南方天文台/L. 寇卡達( L. Calçada)
概要：一組被稱為「黑洞警察」的科學家發現並驗證了他們的第一個黑洞發現。這是一個休眠的不活躍的黑洞，圍繞大麥哲倫星雲的一個大質量恆星運行，大麥哲倫星雲是與銀河系相鄰的一個小型伴星系。
BY:Paul Scott Andersonand
FY:高中老油條
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