太空中的神秘物體可能是迄今為止發現的最輕的黑洞

銀河系的外圍有一些奇怪的東西。

在掠過銀河系外圍的恒星團中，天文學家已經發現了一些非常小且非常密集的東西，它們以毫秒的速度鎖定在軌道舞蹈中脈沖星.他們說，神秘物體可能只有兩樣東西——中子星或黑洞——但其中任何一件都將是一個令人興奮的發現。

如果是中子星，它可能是這是我們見過的最重的。如果它是一個黑洞，它是同類中最輕的。

它的質量相當于2.09到2.71個太陽，位于一個被稱為更低的質量間隙– 2.2 到 5 太陽質量之間的沙漠，其中中子星很少或黑洞曾經被發現過。

“同伴性質的任何一種可能性都令人興奮，”天體物理學家本·斯塔珀斯（Ben Stappers）說曼徹斯特大學。“脈沖星黑洞系統將是測試引力理論的重要目標，而重中子星將在非常高的密度下為核物理提供新的見解。

中子星和黑洞有著非常密切的關系。它們都是超致密的物體，由大質量恒星死亡時核心的引力坍縮形成。

區別在于質量。一顆中子星可以達到大約質量是太陽的2.3倍.它被一種叫做的東西阻止了它完全崩潰簡并壓力，其中具有相似量子性質的多個粒子不能占據相同的狀態，包括物理空間。

但是中子星內部的粒子被盡可能地緊密地堆積起來;這顆恒星類似于一個大原子核。

然而，增加更多的質量，甚至簡并壓力無法防止進一步塌陷.因此，至少從理論上講，更大質量的核心應該完全坍縮成黑洞。

然而，盡管中子星質量上限約為2.3個太陽，但黑洞非常非常少已檢測到低于 5 個太陽質量。數字之間未觀察到的測量值是較低的質量差距。

在馬克斯·普朗克射電天文學研究所的天體物理學家伊萬·巴爾（Ewan Barr）和阿魯尼瑪·杜塔（Arunima Dutta）的帶領下，一個國際研究小組通過研究一顆名為PSR J0514-4002E的奇怪的毫秒脈沖星發現了這個物體，該脈沖星位于一個名為NGC 1851的恒星團中。54,000光年從銀河系中心.

南非MEERKat陣列收集的無線電數據顯示，在與脈沖星共7.44天的軌道上存在一個看不見的雙星伴星;研究人員想知道那個物體是什么。

毫秒脈沖星你看，是旋轉速度極快的中子星。當它們旋轉時，它們會以精確的時間間隔發射無線電波。PSR J0514-4002E 每秒旋轉 170 次，像靜電一樣脈沖。由于脈沖星的時間非常精確，天文學家可以尋找脈沖中的微小變化，并利用這些信息來計算脈沖星的特征，以及它的距離和任何雙星伴星。

“把它想象成能夠將一個近乎完美的秒表放入近 40,000 光年外的恒星軌道上，然后能夠以微秒級的精度為這些軌道計時，”巴爾 說.

利用這些脈沖星定時數據，研究人員能夠計算出到PSR J0514-4002E的距離、脈沖星的質量以及整個系統的質量。通過減去脈沖星的質量，他們能夠確定神秘物體的質量。

這個天體太暗了，不可能是主序星，質量太大了，不能成為白矮星（在死星尺度上，這是比中子星輕的致密天體）。這只留下了兩種可能性：中子星或黑洞。

現階段不可能說它是哪一個，但研究人員認為它是前一個的產物兩顆中子星之間的合并.幾年前，使用引力波導致了一個 2.6 太陽質量的物體。這個最新發現的上限為2.76個太陽質量，有可能成為一顆更大的中子星。如果兩者都不是黑洞，事實上。

現在它已經被發現，研究人員決心揭開它的身份。

“我們還沒有完成這個系統，”Dutta 說.“揭示伴星的真實性質將是我們對中子星、黑洞以及可能潛伏在黑洞質量間隙中的任何其他事物的理解的轉折點。

該發現已發表在科學.

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