盖亚BH1 时空之中的黑暗舞者迄今发现最近双星系统宇宙中或潜藏？

发布时间：2025-06-02 00:12:16 浏览量：3

欧洲空间局的盖亚探测器首先观测到其伴星运动异常，然后国际团队使用夏威夷的双子星天文台进行确认（论文发表在《皇家天文学会月刊》），进而发现该银河系内的恒星级黑洞系统盖亚BH1。

盖亚BH1位于蛇夫座，距离地球约1560光年（最新数据修正），是迄今发现的最近恒星级黑洞；其质量约10倍太阳质量（M⊙），属于恒星级黑洞（stellar-mass black hole）范畴。此系统构型为双星系统，包含一个休眠黑洞及一颗类太阳伴星（G型主序星）。伴星公转轨道半径约1 AU，与日地距离相当。盖亚空间观测站（Gaia mission）首次探测到伴星位置的周期性微小摆动（位置偏移约数微角秒），暗示存在不可见大质量天体扰动。通过双子座北望远镜（Gemini North）的高分辨率光谱仪测量伴星视向速度变化，结合开普勒第三定律，计算知中心天体质量为10.1±0.6M⊙，远超中子星质量上限（3M⊙），确认其为黑洞。数据未检测到X射线或喷流（如吸积盘辐射），表明其未主动吸积物质，这区别于活动态黑洞。

依据恒星演化理论，黑洞前身星需为初始质量Minit≥20M⊙的O/B型星，其寿命仅10（6次方）年量级。演化末期经历超新星爆发，核心坍缩形成黑洞。在双星系统中，理论上，前身星膨胀为红超巨星时，将包裹伴星形成共同包层，导致轨道能损与轨道收缩。伴星可能被吞噬或轨道高度衰减（典型间距≪1AU)。但是盖亚BH1的观测数据与理论矛盾：

观测特征理论预期冲突核心

宽轨道（1 AU）紧密轨道（∼0.1AU∼0.1AU) 未经历显著轨道收缩

类太阳伴星完整存在伴星被吞噬或剥离外层未触发毁灭性相互作用

这产生未解之谜： “最初的恒星质量至少为20M⊙，寿命仅数百万年。若伴星同期形成，前身星应膨胀为超巨星吞没伴星。但伴星却存活至今。” 这是 Kareem El-Badry提出的问题。

银河系预估存在10(8次方)量级恒星级黑洞，但已被确认的不足20个。盖亚BH1的发现证明休眠黑洞可通过天体测量学（astrometry）探测，为搜寻“沉默的多数”开辟了新途径。该发现挑战了双星演化范式；下一步或许需考虑前身星超新星爆发时的不对称踢力（natal kick），其使系统轨道扩张。再就是，原始系统或存在第三颗恒星，通过动力学扰动避免了共同包层阶段。还有就是，前身星可能经历“坍缩直接成黑洞”（direct collapse），无剧烈爆炸，这减少了对伴星的破坏。宽轨道双星是探测引力波辐射（10(−8次方)Hz频段）与轨道进动效应的天然实验室，其可验证强场引力理论。

盖亚BH1与其伴星，宛如一对跳着精密华尔兹的舞者：黑洞如隐形的领舞者，不可见却以引力之手牵引恒星舞伴，在时空的舞台上划出优雅舞姿。它们维持着微妙的平衡——既不吞噬，亦不远离，以永恒的静默诠释引力束缚与动力稳定的调和。此般“引力之舞”不仅颠覆了双星共舞的原有剧本，更暗示宇宙中或潜藏无数此类黑暗舞者，等待人类重写星辰演化的篇章。

从地球向浩瀚宇宙星空凝视，去悟整个人生------时空旅人

作者： “时序舞者-Two”