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黑洞 2022-03

「最靠近地球的黑洞」其實不是黑洞

曾被認為是史上最近黑洞的 HR 6819 系統,最新研究指出其實是一對相互作用的恆星,並不存在黑洞。科學的自我修正機制在此展露無遺。

HR 6819 系統想像圖

2020 年 5 月 6 日,歐南天文台(ESO)宣布,它們的天文學家在距離地球僅 1,000 光年的 HR 6819 恆星系統中,發現了一個沉默的黑洞,刷新了已知離地球最近黑洞的紀錄。然而論文發表之後,許多天文學家並不認可該團隊做出的結論,紛紛發表論文反駁,一場圍繞 HR 6819 究竟是否包含黑洞的科學論戰就此展開。最終在 2022 年 3 月 2 日,這場論戰終於塵埃落定:「最靠近地球的黑洞」,其實不是黑洞。

兩派對峙

想要了解天文學家們的意見為何分歧,我們首先要了解觀測上究竟看到了什麼現象,才讓天文學家覺得黑洞存在。簡單的說,天文學家一開始是在 HR 6819 的光譜中,發現兩組恆星光譜,一組光譜有明顯的都卜勒效應,一組則沒有。

針對這個觀測結果,天文學家分成兩派:

  • 有黑洞派:HR 6819 是一個三星系統,其中一顆恆星與黑洞在中心高速互繞,另一顆恆星則在遠方緩緩環繞。
  • 無黑洞派:黑洞並不存在,這只是兩顆恆星互繞的結果,只是其中一顆恆星的質量比另一顆大得多,所以它的譜線看不到強烈的都卜勒效應。

兩派對 HR 6819 的解釋

甚大望遠鏡裁決

兩派說法最關鍵的差異,就在於兩顆恆星之間的距離。如果黑洞存在,那兩顆恆星之間的距離將會相當遙遠;如果黑洞不存在,兩顆恆星之間的距離將會非常接近。因此,為了解開 HR 6819 之謎,兩派天文學家們聯手申請出動地表最強大的光學望遠鏡之一:甚大望遠鏡(VLT)觀測 HR 6819。

月暈下的 VLT 望遠鏡

觀測結果顯示,HR 6819 確實是由兩顆恆星組成,而且兩顆恆星之間的距離僅有三分之一天文單位,符合「沒有黑洞」的假說。最終在 2022 年 3 月 2 日,兩派天文學家們一同發表論文,確認 HR 6819 確實沒有黑洞存在,為這場科學論戰畫下句點。

科學的自我修正

雖然「最靠近地球的黑洞」最終被證實不存在,但是 HR 6819 仍是個非常有趣的目標。新的觀測結果顯示 HR 6819 是由一顆快速旋轉的 Be 型星與一顆 B 型星所組成。但是這顆 Be 型星卻像吸血鬼一樣吸走了 B 型星的大氣層,讓它成為一顆大氣被剝離(stripped)的恆星。天文學家們將會持續觀測 HR 6819,了解恆星間交互作用的複雜機制。

「最靠近地球的黑洞」雖然並不存在,但天文學家探索 HR 6819 與銀河系中沉默黑洞的道路,將會不斷延伸。

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作者:林彥興(清大天文所碩士生、EASY 天文地科團隊主編、全國大學天文社聯盟監事)