2019 年 11 月 01 日

每個星系除了擁有一個坐鎮中央的超大質量黑洞外，據估計應該還含有數百萬個恆星黑洞，只不過恆星黑洞引力小、非常安靜，所以很難發現。現在，一組天文團隊可能利用新方法找到了迄今為止質量最小的黑洞，僅太陽質量的 3.3 倍。若研究屬實，未來我們將能利用此法有效找出躲在黑暗的大量恆星黑洞。

黑洞依據質量大小，可分類為超大質量黑洞、中介質量黑洞、恆星黑洞和微型黑洞，不過目前已有證據證實存在的類型，僅超大質量黑洞與恆星黑洞 2 種，前者位於每個星系的中心，質量達太陽數百萬～數百億倍，由於引力極其巨大，稍有動靜就會洩露行蹤，所以最容易被發現。

恆星黑洞的質量則約太陽質量 5～數十倍，通常在聯星系統中或透過雙黑洞併合事件曝光：聯星可透過可見光、聯星光譜或聯星天體動力學發現，如果聯星系統由 1 顆恆星與 1 個黑洞構成、加上恆星黑洞與伴星足夠靠近，則黑洞會逐年虹吸伴星的物質，並在吞噬氣體時產生大量 X 射線輻射，從而被天文學家找到蛛絲馬跡。

此外黑洞也會碰撞合併，自從 2017 年 LIGO 首次偵測到重力波、確認宇宙中有雙黑洞併合事件後，現在天文學家開始能透過偵測重力波來尋找更多相撞的恆星黑洞，並且發現恆星黑洞的質量可達太陽質量數十倍。

然而上述都依然靠著黑洞與其他物體的相互作用尋找。現在，一組天文團隊可能首次大海撈針般，直接搜出一個昏暗、低質量的恆星黑洞！

新方法簡單有效

研究人員首先分析 APOGEE 計畫中逾 10 萬顆恆星的紅移、藍移現象，從中挑出 200 顆恆星接著與 ASAS-SN 計畫的數據結合，後者分析了數百萬顆恆星隨時間變化的亮度；新研究主要作者、俄亥俄州立大學天文學家 Todd Thompson 表示，假如聯星系統中的恆星波長出現從藍移到紅移的變化，就表明系統另一顆天體可能是黑洞。

最後，團隊抓出了 2MASS J05215658 + 4359220 聯星系統，包含 1 顆擁有極端都卜勒效應的紅巨星，它繞著另一個天體運行，但是根據計算，這顆天體質量比銀河系中已知的黑洞小、比大多數中子星還大；加入蓋亞衛星、 TRES （ Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph ）光譜儀等更多數據計算後，團隊意識到：這很可能是一個低質量恆星黑洞。

在多數模型中，垂死的大質量恆星爆炸後不是變成中子星、就是變成質量通常比太陽大 5 倍以上的恆星黑洞，過去，我們已知最小的黑洞質量為太陽質量 3.8 倍。然而 2MASS J05215658 + 4359220 聯星系統中的黑洞打破了紀錄，質量僅約太陽質量的 3.3 倍；假如研究確認屬實，那麼該團隊不只找到了一種搜索全新類型恆星黑洞的方法，還找出了迄今為止最小的黑洞，同時再劃清恆星黑洞與中子星的質量分界線。

新論文發表在《科學》（ Science ）期刊。

• Scientists Just Found a ‘Needle in the Haystack’ Black Hole Once Hidden From View
• Astronomers find a small black hole. Or a giant neutron star.
• Scientists may just have discovered a new class of black holes
• A new type of black hole has been discovered and it may be the smallest ever, astronomers say

（首圖來源：Jason Shults/俄亥俄州立大學)

原文網址：https://technews.tw/2019/11/01/black-hole-2mass-j05215658-4359220-binary-system-star/