天文学家在NGC 6397中发现大量恒星质量黑洞

2021年2月11日,作者: 新闻人员/来源

使用NASA / ESA哈勃太空望远镜的天文学家已经发现证据,证明有数十个恒星质量黑洞潜伏在核心塌陷的球状星团NGC 6397中,这是距地球最近的球状星团之一。

艺术家对NGC 6397中心的一组恒星质量黑洞的印象。图片来源:NASA / ESA / Hubble / N。Bartmann。

艺术家对NGC 6397中心的一组恒星质量黑洞的印象。图片来源:NASA / ESA / Hubble / N。Bartmann。

NGC 6397 位于 7,800光年 远离阿拉的南部星座。由于其非常密集的核,因此被称为核心塌陷的簇。

该星团也称为GCl 74,具有134亿年的历史,因此在大爆炸之后不久就形成了。

当巴黎天体科学研究所的天文学家爱德华多·维特拉尔博士和加里·马蒙博士着手研究NGC 6397时,他们期望在星团核心中发现中等质量黑洞的印记。

为了寻找这些极为稀有的物体,他们分析了星团恒星的位置和速度。

他们使用了先前从哈勃拍摄的星团影像和ESA盖亚太空天文台提供的适当运动估算出的恒星正确运动。

知道与NGC 6397的距离后,天文学家才能将这些恒星的适当运动转换为速度。

莫蒙博士说:“我们的分析表明,整个球状星团的恒星轨道几乎是随机的,而不是系统地呈圆形或非常拉长。”

“我们发现了非常有力的证据,证明该星团的密集中心区域存在无形质量,但是我们惊讶地发现,这种额外的质量不是点状的,而是扩展到了星团大小的百分之几,” Vitral博士添加。

此图显示了附近的球状星团NGC 6397,位于南部星座Ara内,距离为7800光年。图片来源:NASA / ESA / T. Brown&S. Casertano,STScI / J. Anderson,STScI。

此图显示了附近的球状星团NGC 6397,位于南部星座Ara内,距离为7800光年。图片来源:NASA / ESA / T. Brown&S. Casertano,STScI / J. Anderson,STScI。

这种看不见的成分只能由大质量恒星的残留物(白矮星,中子星和黑洞)组成,这些恒星的核燃料一旦耗尽,其内部区域就会在重力作用下坍塌。

在与附近较小质量的恒星发生引力相互作用后,恒星逐渐沉入星团的中心,导致可见质量集中的程度很小。

利用恒星演化理论,研究人员得出结论,大部分看不见的浓度是由恒星质量的黑洞构成的,而不是白矮星或中子星,它们太微弱而难以观察。

Vitral博士说:“我们的研究是首次发现在核心塌陷的球状星团中似乎是黑洞的集合的质量和程度的发现。”

“如果没有哈勃数据约束星团内部区域和盖亚数据约束外星的轨道形状,那么我们的分析将是不可能的,这反过来又间接约束了恒星中前景和背景恒星的速度。内部区域,”马蒙博士说。

发现 发表在杂志上 天文学& Astrophysics.

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爱德华多·维特拉尔&加里·A·蒙蒙。 2021. NGC 6397是否包含中等质量的黑洞或更弥散的内部子集群? A&A 646 A63; doi:10.1051 / 0004-6361 / 202039650

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