噴射X射線的超大黑洞催生全新理論模型

  美國西北大學(xué)科學(xué)家zui近借由雙星體系M33 X-7中的黑洞不斷噴射出大量X射線等神秘特性，演繹出一個全新的黑洞形成歷史，其理論豐富了科學(xué)家對于雙星體系演化及大質(zhì)量黑洞形成的理解。報告見于新一期出版的英國《自然》雜志。 
雙星體系M33 X-7距地約270萬光年，位于三角座星系。體系中的黑洞質(zhì)量為5.7個太陽質(zhì)量，它的伴星約為70個太陽質(zhì)量，而在其他具有噴射X射線特性的雙星系統(tǒng)中，黑洞質(zhì)量zui多為太陽質(zhì)量的0倍。

宇宙間雙星體系的數(shù)量其實非常多，甚至不少于單星，但M33 X-7卻不甘平凡。在發(fā)現(xiàn)它以后，研究人員曾經(jīng)試圖利用傳統(tǒng)的X射線雙星體系物理模型來解釋M33 X-7黑洞特性。以往也有密近雙星，物質(zhì)流動時會發(fā)出X射線，但已有模型無法描述此黑洞釋放如此大量X射線并進行旋轉(zhuǎn)、黑洞的伴星相對較暗、它們之間緊密的橢圓形軌道等現(xiàn)象。

美國西北大學(xué)弗朗西斯卡·瓦爾塞奇領(lǐng)導(dǎo)的團隊提出了一個關(guān)于該黑洞形成過程歷史的新見解：巨型恒星（即未來的黑洞），以緊密的軌道每隔大約3天就圍繞一顆伴星運轉(zhuǎn)一圈。此間該巨型恒星會燃燒氫燃料，當氫被燒得差不多時，它變成一顆“W星”，特征是譜線中具有很強很寬的發(fā)射線，并zui終露出氦核。而燃燒的過程也是轉(zhuǎn)移質(zhì)量的過程，伴星會得到更多的質(zhì)量，成為二者中更大的一個，原始恒星則開始坍縮，產(chǎn)生一個黑洞，塌縮的助推力使軌道拉成橢圓形。新生成的該黑洞開始“報復(fù)”，吸收來自其伴星的恒星風(fēng)，從而導(dǎo)致強大的X射線噴薄而出。

這是一個迥異于以往的黑洞形成歷史，但瓦爾塞奇團隊稱其已由雙星體系演化理論及黑洞形成理論所證實，“因此，它讓我們更堅信自己的物理模型，并準備讓它在預(yù)測其他尚未發(fā)現(xiàn)的黑洞系統(tǒng)中大顯身手。