【博科园-科学科普-留言评论有惊喜哈】球状星团，因其外形类似球形而得名。由成千上万甚至数十万颗恒星组成，外貌呈球形，越往中心恒星越密集。球状星团里的恒星平均密度比太阳周围的恒星密度高数十倍，而它的中心附近则要大数万倍。同一个球状星团内的恒星具有相同的演化历程，运动方向和速度都大致相同，它们很可能是在同时期形成的。它们是银河系中最早形成的一批恒星，有约100亿年的历史。
星团ngc3201围绕一个黑洞旋转的概念图，其质量大约是太阳质量的四倍。图片版权：ESO/L. Calada
自17世纪首次观察到球状星团以来，天文学家就一直着迷于球状星团。这些球状星团是宇宙中最古老的恒星系统之一，可以追溯到早期宇宙，那时星系刚刚开始生长和演化。这样的星系团围绕着大多数星系的中心轨道运行，已知超过150个星系仅属于银河系。其中一个星团被称为ngc3201，它位于Vela南部，距离大约16300光年。最近，一个天文学家小组在智利的帕拉尔天文台使用了ESO的超大望远镜(VLT)，研究了这个星团，并发现了一些非常有趣的现象。
根据他们发布的研究，这个星团似乎有一个黑洞嵌入其中。这项研究发表在《皇家天文学会月刊》上，标题是“球状星团ngc3201中一个分离的恒星质量黑洞候选体”。这项研究由乔治-奥古斯特大学的本杰明·吉斯尔领导，包括利物浦约翰摩尔斯大学、伦敦玛丽女王大学、莱顿天文台、天体物理和空间科学研究所、苏黎世联邦理工学院和莱布尼兹天体物理研究所(AIP)。
研究团队依靠VLT上的多单元光谱探测仪器来观察ngc3201。这种仪器的独特之处在于它允许天文学家同时测量数千颗遥远恒星的运动。在观察过程中研究小组发现，其中一颗星团的恒星以每小时几百公里的速度被抛出（在一段167天的时间内）。正如Giesers在ESO新闻稿中解释的那样：它的轨道是完全看不见的，它的质量是太阳的四倍多——这只能是一个黑洞，第一个发现在球状星团中通过直接观察它的引力。
这一发现相当出人意料，这是天文学家第一次能够探测到球状星团中心的一个不活跃的黑洞——这意味着它目前没有吸积物质，也没有被炽热的气体盘包围。他们还可以通过测量黑洞周围的恒星运动来估计黑洞的质量，从而推断出黑洞的巨大引力。根据观测到的特性，快速移动的恒星的质量大约是太阳质量的0.8倍，黑洞的质量大约是太阳质量的4.36倍。这是在“恒星质量黑洞”类别中，这类恒星的质量超过了中子星的最大质量，但小于超大质量黑洞(SMBHs)存在于大多数星系的中心。
这一发现意义重大，不仅因为这是天文学家第一次观测到球状星团中的恒星质量黑洞。此外这也证实了科学家们几年来一直在怀疑的事情，这要归功于最近对球状星团的无线电和x射线研究以及对重力波信号的检测。这表明在球状星团中黑洞比之前认为的更常见。直到最近人们还认为几乎所有的黑洞都会在短时间内从球状星团中消失，而这样的系统根本不存在！发现是首次直接发现球状星团中恒星质量黑洞的引力效应。
这一发现有助于理解球状星团的形成和黑洞和双星系统的演化——在理解引力波源的背景下至关重要。这个发现也很重要，因为黑洞和球状星团之间的关系仍然是一个神秘的，但非常重要的关系。由于他们的高质量、紧凑的体积和巨大的年龄，天文学家相信星系团在宇宙的历史进程中产生了大量的恒星质量黑洞。因此这一发现可以告诉我们许多关于球状星团、黑洞和引力波事件起源的信息。
知识：科学无国界，博科园-科学科普
参考：ESO,MNRAS
作者：Matt Williams
内容：“博科园”判定符合今主流科学
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
解答：本文知识疑问可于评论区留言
传播：博科园
