白矮星每28分钟在黑洞附近飞行

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在基于Chandra X射线天文台，NuSTAR和澳大利亚望远镜紧凑阵列的新观察的研究中，一组研究人员可能已经证实在已经看到的最紧密的轨道中存在黑洞和白矮星。
该系统在47 Tucanae球状星团中观察到，位于我们自己的星系中约16,700光年，并且是夜空中第二亮的球状星团。它也是第一中质体黑洞的发现发现的网站。这是一个肥沃的土地，研究黑洞在球状星团中的作用。
所讨论的系统47 Tuc X9是47 Tuc核心中最亮的X射线源。研究人员最初认为其最大的组成部分可能是一个所谓的随机变量，一个亮度有规律地增加和减少的系统。这发生在二进制对的恒星，其中来自供体星（通常是白矮星）的材料落到更大质量（大致为太阳质量）的星，导致增加的排放。

概念图

新研究发现，基于系统的X射线和无线电发射，它是完全不同的：X9看起来不像一个灾难性变量应该。 “X9在其无线电通量，X射线通量和X射线对光通量比的[灾难性变量]中将是非常不寻常的。 X9将具有任何观察到的[灾变性变量]的最高无线电通量，“研究人员在他们的论文中写道。 有些情况仍然可以用特殊类型的灾难性变量产生相同的观察结果，但研究人员得出结论认为这些是“极不可能的”。
相反，无线电辐射表明其主要成分可能是恒星质量黑洞。 这留下了它的同伴，捐助星的身份的问题。
伴星
一项2015年的研究表明，X9的质量较小的身体可能使大约25分钟内一个完整的黑洞轨道。新的研究同意这一结果：研究人员注意到系统的X射线亮度的周期性变化，需要大约28分钟来经历一个周期。虽然研究人员讨论了这种周期性行为的其他可能原因，但他们得出结论，最可能的解释是捐助星在黑洞周围的轨道。
如果是这样，这是一个荒谬的快速轨道，意味着明星必须以令人难以置信的速度在大约1200万公里/小时的速度绕着洞。这将需要星星的轨道仅仅是地球和月球之间距离的2.5倍。这个捐助星几乎肯定是一个白矮星;任何更大质量的，如太阳般的星，不能保持一个轨道这么接近它的黑洞。
研究人员进行计算机模拟分析来自星星的X射线光谱中的谱线。他们得出结论，一些X射线被包围黑洞的富氧材料袋吸收。这将是从供体星中被浸出的物质，并落入黑洞。这提供了进一步的证据，孔的伴侣是一个白矮星。普通的，太阳般的星星主要由氢气或氦气组成，但是矮人们长期以来通过他们的氢气或氦气燃料燃烧，富有更重的元素。孔周围的气体缺乏氢，但似乎具有氧。
这种系统可能形成的一种方式是如果黑洞犁入一个球状星团的红色巨星，迅速消耗大部分的材料。红巨星的核心可以作为一个白矮星生存。随着时间的推移，白矮星可能朝向黑洞越来越近，越来越近，直到黑洞开始吸取一些物质。
由于白矮星正在失去这么多的质量，它可能最终会结束于行星大小。质量损失可能不会停止：它可能最终完全蒸发，被黑洞伴侣吞噬。或者，质量损失可允许伴侣加速到更远的轨道，其中进给将停止。
黑洞和球状星团
47 Tucanae是一个球状星团的例子，一颗星星绕我们的星系轨道运行。如果X9确实是一个黑洞，这将是不寻常的。虽然在整个星系的二元系统中发现了许多黑洞，但它们往往不会出现在球状星团中。
事实上，球状星团中缺少黑洞对科学家来说是令人惊讶的。黑洞从巨大的星星形成，耗尽燃料，球状星团没有大量的星星短缺。最初认为集群应该有1000个黑洞。作为证据没有出现，研究人员开始考虑可能防止黑洞存在于球状星团中的机制。他们的结论是，孔的强烈的重力，加上它们与其他星星的相互作用，可能会射出群集中的黑洞。这将解释缺乏观察，但是是否意味着群集不能有所有的黑洞？
根据最近的计算机模拟（在本研究之前），答案是否定的：一些黑洞应该保留在他们的群集中直到今天，可能大约十几个群集。这个建议促使研究人员再次观察它们，他们确实在银河系和其他星系中的球状星团中选出了少数候选人。
找到黑洞的一种方法是通过它们发射的X射线。麻烦的是，球状星团如47 Tucanae包含许多已知的X射线源，包括几个X射线二进制（具有两个星星或黑洞的系统）。这些中的许多已经被研究，并且迄今已经证明具有中子星作为它们的重的组分，而不是黑洞。
结论
作者的结论是，二进制包括一个黑洞和白矮星还不确定，但它是最可能的解释。它也可能是一个中子星，而不是一个黑洞，但这是一个长镜头：那些有某些属性不明显在X9。与此同时，伴侣是一个白矮星的结论要强得多。
“这是一个令人兴奋的发现，因为我们发现令人信服的证据，伴侣是一个白矮星，此外甚至可以显示白矮星是由什么制成，”文章的第一作者Arash Bahramian写道。 “此外，如果它确实包含一个黑洞，未来的引力波观测台可能能够检测到这个迷人的二进制文件的辐射。