新的神秘物體可能是有史以來最輕的黑洞-I6JF015O

黑洞（左）和磁場從中子星表麵爆發（右）的插圖。（圖片來源:uux.cn/美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心/S .維辛格、歐空局/蓋亞/DPAC）
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（羅伯特·李）：天文學家在銀河係中發現了一個神秘物體，它比最重的中子星質量更大，但比最小的黑洞輕。
這個神秘的天體可以幫助科學家更好地確定中子星和黑洞之間的分界線，中子星和黑洞都是在大質量恒星死亡時誕生的。
研究小組組長、曼徹斯特大學天體物理學教授本·斯塔珀斯在一份聲明中說:“無論哪種可能性都令人興奮。”“脈衝星-黑洞係統將是測試引力理論的重要目標，而重中子星將為極高密度下的核物理提供新的見解。”
該天體是由位於南非北海角的64個天線組成的貓鼬射電望遠鏡發現的。致密的恒星殘骸正在圍繞一顆快速旋轉的中子星或“毫秒脈衝星”運行，這顆中子星位於銀河係中一個被稱為“球狀星團”的致密恒星叢中，距離我們約4萬光年。
雖然擁有兩顆中子星的係統將是迷人的，但如果神秘物體是黑洞，這將使該係統成為令人難以置信的令人垂涎的射電脈衝星-黑洞雙星係統。由於脈衝星的高度周期性爆發（可以用作計時機製）和黑洞的強烈引力影響，這樣一個係統對於測試愛因斯坦1915年的引力理論（即廣義相對論）的極限至關重要。
這顆被稱為PSR J0514-4002E的脈衝星是通過它掃過地球時發出的微弱無線電波脈衝被發現的。
隨著中子星像宇宙燈塔一樣以每秒170次的速度旋轉，高度規則的脈衝中的細微變化使研究人員能夠確定PSR J0514-4002E有一個密度驚人的軌道物體，這意味著它隻能是一顆大質量坍縮恒星的殘餘。
研究小組發現，這顆脈衝星和這個神秘物體相距500萬英裏（800萬公裏），約為地球和太陽之間距離的0.05倍，每七個地球日相互繞對方一周。
該軌道物體的質量比任何已知的中子星都大，但比任何已知的黑洞都小，正好落在黑洞質量間隙中。
黑洞和中子星:發現差異
中子星和黑洞都是在大質量恒星達到核聚變燃料的極限時誕生的，它們無法再支撐自己抵抗自身重力的向內壓力。當這顆垂死恒星的外層在超新星爆發中被炸飛時，恒星的核心坍塌。
在質量尺度的低端，恒星核心的坍縮因現在組成它的中子海的量子特性而停止，它成為一顆中子星，一顆恒星殘骸，其質量是太陽質量的1至2倍，相當於地球上一座城市的寬度，約12英裏（20公裏）。
然而，超過一定質量時，保持中子分離的量子壓力就會被克服，核心就會完全坍塌並成為黑洞。如果中子星有一顆伴星可以竊取物質以增加自身質量，那麽中子星也可以超過這個極限並坍縮成黑洞。
天文學家認為，如果一個恒星核心在失去外層和絕大多數質量後，其質量仍高於太陽質量的2.2倍，那麽它就足以誕生一個黑洞。
問題是我們見過的最輕的黑洞的質量仍然是太陽的5倍左右。5個太陽質量和2.2個太陽質量之間的黑洞的缺失被稱為“黑洞質量差距”，它對中子星的2.2個太陽質量極限提出了質疑。
新的神秘物體可能是有史以來最輕的黑洞

假設其中的物體是一個黑洞的係統示意圖（圖片來源:uux.cn/danille Futselaar）
關閉黑洞質量間隙
Stappers和他的同事們在使用MeerKat研究位於南天鵝座的球狀星團NGC 1851時發現了這個可能是解開這個謎團和縮小質量差距的關鍵物體。
這個古老星團中的恒星比銀河係其他地方的恒星結合得更緊密。NGC 1851中的恒星非常擁擠，它們相互作用，擾亂彼此的軌道，甚至在極端情況下發生碰撞。
該團隊認為兩顆中子星之間的這種碰撞可能產生了他們探測到的圍繞脈衝星PSR J0514-4002E運行的神秘物體。
該團隊還無法確定PSR J0514-4002E的伴星是中子星、黑洞還是迄今未知的致密宇宙物體，但他們知道這個係統可能會成為一個獨特的宇宙實驗室，研究極端條件下的物質和物理行為。
“我們還沒有完成這個係統，”杜塔總結道。“揭開伴星的真實性質將是我們了解中子星、黑洞以及黑洞質量間隙中可能潛藏的任何其他東西的轉折點。”
該團隊的研究於周四（1月18日）發表在《科學》雜誌上。

新的神秘物體可能是有史以來最輕的黑洞

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