噴射X射線的超大黑洞催生全新理論模型

  美國(guó)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(gè)全新的黑洞形成歷史，其理論豐富了科學(xué)家對(duì)于雙星體系演化及大質(zhì)量黑洞形成的理解。報(bào)告見(jiàn)于新一期出版的英國(guó)《自然》雜志。 
雙星體系M33 X-7距地約270萬(wàn)光年，位于三角座星系。體系中的黑洞質(zhì)量為5.7個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，它的伴星約為70個(gè)太陽(yáng)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(yáng)質(zhì)量的0倍。

宇宙間雙星體系的數(shù)量其實(shí)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(lái)解釋M33 X-7黑洞特性。以往也有密近雙星，物質(zhì)流動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出X射線，但已有模型無(wú)法描述此黑洞釋放如此大量X射線并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、黑洞的伴星相對(duì)較暗、它們之間緊密的橢圓形軌道等現(xiàn)象。

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

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