科学家可能发现了全新的黑洞类

黑洞是天体物理学家如何理解宇宙的重要组成部分，这一点非常重要，以至于科学家一直试图对银河系中的所有黑洞进行普查。

但是新的研究表明，他们的搜索可能遗漏了他们不知道存在的一整类黑洞。

在今天发表在《科学》杂志上的一项研究中，天文学家提供了一种寻找黑洞的新方法，并表明有可能有一类黑洞小于宇宙中已知的最小黑洞。

俄亥俄州立大学天文学教授，该研究的主要作者托德·汤普森说：“我们正在显示这一暗示，我们还没有真正探索寻找黑洞。”

“人们正在试图了解超新星爆炸，黑色如何超大恒星爆炸，如何形成元素超大质量恒星。因此，如果我们能够揭示出黑洞的一个新的人口，它会告诉我们更多关于其中星级爆炸，这不形成黑洞，形成中子星，开辟了一个新的研究领域。”

想象一个人口仅5'9“或更高的城市的人口普查，并想象人口普查员甚至不知道矮个子5'9”以上的人的存在。该人口普查的数据将是不完整的，从而无法提供有关人口的准确图片。汤普森说，这基本上就是寻找黑洞的过程。

天文学家们一直在寻找黑洞，这些黑洞的引力是如此之猛，以至于没有任何东西(无论是辐射还是辐射)都无法逃脱。当一些恒星死亡，收缩并爆炸时，就会形成黑洞。天文学家也一直在寻找中子星-中小型恒星，当一些恒星死亡并坍缩时形成。

两者都可以掌握有关地球元素以及恒星如何生活和死亡的有趣信息。但是为了发现这些信息，天文学家首先必须弄清楚黑洞的位置。为了弄清楚黑洞的位置，他们需要知道他们在寻找什么。

一个线索：黑洞通常存在于称为二元系统的东西中。这仅意味着两颗恒星彼此足够接近，可以通过重力在彼此围绕的相互轨道中锁定在一起。当其中一颗恒星死亡时，另一颗恒星可以保留下来，仍然围绕着死恒星(现在是黑洞或中子星)曾经生活过的地方以及形成黑洞或中子星的空间运行。

多年来，科学家们所知道的黑洞都是太阳质量的大约五到十五倍。已知的中子星通常不大于太阳质量的2.1倍-如果它们大于太阳质量的2.5倍，它们将坍塌成黑洞

但是在2017年夏天，一项名为LIGO(激光干涉仪引力波天文台)的调查发现，两个黑洞在约180万光年远的星系中融合在一起。这些黑洞之一大约是太阳质量的31倍。另一个大约是太阳质量的25倍。

汤普森说：“立即，每个人都像'哇'，因为那真是太壮观了。” “不仅是因为它证明了LIGO的确有用，而且还因为群众众多。如此大的黑洞很大，我们以前从未见过。”

汤普森和其他天体物理学家早就怀疑黑洞的大小可能超出已知范围，而LIGO的发现证明黑洞可能更大。但是在最大的中子星和最小的黑洞之间仍然存在一个大小窗口。

汤普森决定看看他是否能解决这个谜。

他和其他科学家们开始通过从APOGEE数据梳理，在阿帕奇点天文台银河系演化实验，收集到的光的光谱来自全国各地的银河系周围10万颗恒星。汤普森意识到，光谱可以显示出一颗恒星是否可能绕着另一个物体旋转：光谱的变化(例如，向更蓝的波长偏移，然后向更红的波长偏移)可以表明一颗恒星正在绕着一个看不见的同伴运行。

汤普森开始梳理数据，寻找显示变化的恒星，表明它们可能正在绕黑洞运行。

然后，他将APOGEE数据缩小到200颗可能最有趣的恒星。他将数据提供给了俄亥俄州立大学的研究生研究人员Tharindu Jayasinghe，后者从ASAS-SN(超新星全天候自动调查)中为每个潜在的二元系统编制了数千张图像。(ASAS-SN已发现约1,000颗超新星，并且已耗尽俄亥俄州。)

他们的数据处理发现了一颗巨大的红色恒星，似乎在绕着某个恒星运行，但是根据他们的计算，该恒星可能比银河系中已知的黑洞小得多，但比大多数中子星大得多。

经过Tillinghast反射镜埃歇尔光谱仪和Gaia卫星的更多计算和补充数据后，他们意识到他们发现了一个低质量的黑洞，可能是太阳质量的 3.3倍。

“我们在这里所做的是找到一种新的搜索黑洞的方法，但是我们也有可能确定了天文学家以前不知道的新型低质量黑洞中的第一个。 ” 汤普森说。“大量的事物告诉我们它们的形成和演化，也告诉我们它们的性质。”

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