哈勃与韦伯联手,在半人马座欧米伽星团找到首个"失踪"黑洞

天文学家利用哈勃太空望远镜20年的存档数据和詹姆斯·韦伯太空望远镜的精确测量,在半人马座欧米伽(Omega Centauri)球状星团中找到了第一个恒星级黑洞。该星团预计存在约1万个恒星级黑洞,但此前一直未被直接发现。

这个被命名为oMEGACat BH-2的黑洞质量约为太阳的4.46倍,处于一个被称为"质量间隙"的区间——介于中子星的质量上限(约2.5倍太阳质量)和通常观测到的恒星级黑洞质量之间。这一发现已发表于7月13日的《天体物理杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters)。

研究团队由犹他大学的Matthew Whitaker领导,他们使用了一种名为天体测量学(astrometry)的技术,精确测量恒星在空间中的位置变化。虽然黑洞本身不可见,但它有一颗质量约为太阳78%的伴星围绕其运行。通过哈勃和韦伯望远镜的超高分辨率,团队追踪了这颗伴星的运动轨迹,发现它每94年绕黑洞一周,这是迄今发现的最宽距离的恒星级黑洞-恒星双星系统。

半人马座欧米伽是银河系中最大的球状星团,包含约1000万颗恒星,距离地球约1.8万光年。天文学家认为它实际上是一个矮星系的核心,大部分恒星已被银河系的引力剥离。2024年,哈勃望远镜曾在该星团中心发现一个中等质量黑洞(约8200倍太阳质量),进一步佐证了其矮星系残核的身份。

有趣的是,oMEGACat BH-2的质量恰好落在引力波探测中很少出现的区间,这为理解黑洞的形成和演化提供了新的线索。研究团队表示,将继续利用哈勃和韦伯的数据寻找更多恒星级黑洞,而NASA即将发射的南希·格雷斯·罗马太空望远镜(Nancy Grace Roman Space Telescope)有望大幅加速这一发现进程。

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原文链接:https://www.space.com/astronomy/black-holes/the-1st-of-10-000-missing-black-holes-in-the-omega-centauri-star-cluster-has-been-found-by-the-hubble-and-james-webb-space-telescopes