天文学家在银河系中发现了一种全新类型黑洞。这种未知的黑洞类别可能比已知的最小型黑洞还要小。
这项新研究发表在2019年11月1日的《科学》杂志上。
项目第一作者、美国俄亥俄州立大学的托德‧汤普森(Todd Thompson)教授说：“我们找到了这类全新黑洞存在的线索，不过我们还没有真正发现它们。”
在恒星死亡、坍缩和爆炸之后，会形成黑洞，甚至连光都无法从黑洞中逃脱。超大质量黑洞往往存在星系的中心，就像星系的引擎一样。
但并非所有恒星都会在死亡时变成黑洞。有很多恒星死亡并坍缩时，它们会形成中子星，这些中子星很小且密度很高。
这些都是研究的重要内容，因为天文学家可以了解恒星的演化和黑洞的形成。研究人员说，如果天文学家只关注超大质量黑洞，例如我们银河系中心的黑洞，那么我们只能看到一小部分黑洞。
汤普森教授说：“人们试图了解超新星爆炸，超大质量恒星如何爆炸，超大质量恒星中的元素是如何形成的。因此，如果我们能揭示出新的黑洞类型，它将告诉我们更多信息，比如哪些恒星会爆炸，哪些恒星不爆炸，哪些黑洞，哪些中子星爆炸的信息。这将开辟一个新的研究领域。”
黑洞经常出现在双星系统中，其中两颗恒星彼此绕行。如果一颗恒星死亡，那么另一颗恒星仍会继续绕行，即使对面的恒星已经变成黑洞或中子星。
在这项研究之前，天文学家发现黑洞的质量是太阳质量的5至15倍，而中子星仅是太阳质量的两倍。但是，如果中子星的质量超过太阳质量的2.5倍，它可能会坍塌并变成黑洞。然后，那个黑洞可能会变大。
引力波天文台(LIGO)改变了这个情况。它发现了两个黑洞合并成一个黑洞。两个巨大的黑洞分别是太阳质量的31倍和太阳质量的25倍。
汤普森说：“立即，每个人都感觉‘哇’，因为那真是太壮观了。不仅是因为它证明了LIGO的确有用，而且因为黑洞质量很大，我们以前从未见过。”
这扩大了黑洞质量的已知范围，表明它们可能更大。但是，存在于中子星和黑洞边界之间的较小的那些呢?
汤普森教授和他的同事们研究了APOGEE数据，这是阿帕奇角天文台银河系演化实验，它观测了银河系中100,000个恒星的光。
他们想看看星光波长的变化是否能显示可能存在的双星系统。如果波长显示出从蓝色到红色的波长变化，则可能表明该恒星所在的双星系统中的另一个成员已变成黑洞。
当汤普森和他的同事们将搜索范围缩小到最有希望的恒星时，他们发现了一颗巨大的红色恒星，它的伴星比已知的最小黑洞小，但比任何已知的中子星大。这个伴星很可能是一个低质量黑洞，质量是太阳质量的3.3倍。目前已知的最小黑洞是太阳质量的3.8倍。
“我们在这里所做的是找到一种新的搜索黑洞的方法。但我们的结果有可能找到了第一个以前天文学家从未发现的低质量黑洞。”汤普森教授说， “它们的质量告诉我们它们的形成和演化，也告诉我们它们的性质。”
