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HR 6819

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HR 6819(又稱HD 167128CP-56 8706SAO 245369望遠鏡座QV)位於望遠鏡座,是一個三合星系統 [1]  ,HR 6819也是變星視星等為5.31-5.38(肉眼模糊可見);位於銀經338.39,銀緯-17.69,其B1900.0座標為赤經18h 8m 42s,赤緯-56° -17.69′ 16″。它距離地球約1120光年 [2]  ,並且正在以15km/s的速度遠離太陽系
2020年5月,有研究稱在HR 6819發現黑洞,這可能是已知距離太陽最近的黑洞。 [3-4]  其位置偏南,只有在33°N以南才能看見。
2020年10月,部分研究團隊認為“HR 6819系統可能並不包含黑洞” [5]  ,引發爭議。
外文名
HR 6819
別    名
HD 167128
CD−56°7256
QV Tel
FK5 1474
GC 24906 展開
別名
HD 167128
CD−56°7256
QV Tel
FK5 1474
GC 24906
HIP 89605
SAO 245369
望遠鏡座QV 收起
分    類
三星系統
視星等
5.31 至 5.38 等
絕對星等
-1.47 等
赤    經
18時17分7.53秒
赤    緯
-56°1′24.09″
距地距離
1050 至 1190 光年
離心率
0.02 至 0.04
公轉週期
40.333±0.004 d(雙星繞行軌道)
光譜類型
B3Ⅲpe | B3Ⅱ/Ⅲ
U−B 色指數
-0.69
B−V 色指數
−0.050±0.018
R−I 色指數
-0.03
變星類型
Be星(B)
徑向速度
9.4±0.5 km/s
視    差
2.9148±0.1828 mas
半振幅
61.3±0.6 km/s(雙星繞行軌道)

HR 6819科學介紹

三星軌道模擬 三星軌道模擬
HR 6819是這個系統在亮星星表中的名稱。它在亨利·德雷珀星表的名稱是HD 167128,在依巴谷星表的名稱是HIP 89605。 [1]  由於它的亮度會變化,而被賦予了變星的名稱:望遠鏡座QV(QV Tel),HR 6819是在這個星座中被確認的第330顆變星(不包括已有拜耳名稱的變星)。 [6] 
HR 6819最初被認為是一顆單星,但天文學家達奇和斯萊特巴克指出,其顯示有Be星和B3III星的特性 [7]  。在2003年,莫妮卡·梅因茨的研究結論是HR 6819的光譜包含有雙星的特徵,但因為當時觀測資料有限,還不足以推斷其軌道週期。湯瑪斯·裏維紐斯和他的同事在2009年進行了進一步的觀測,能夠解開兩顆恆星的光譜,後來在2019年徹底地進行了徑向速度的測量,顯示系統中有一顆疑似看不見的恆星級黑洞 [4]  。但在2020年7月,穆罕默德·薩法扎德和他的研究團隊則對三合星系統的觀點提出了質疑。同年10月,經重新分析相關數據之後,部分科研團隊得出了一個結論,認為HR 6819系統內可能並不包含黑洞,相反,這可能只是兩顆恆星的雙星軌道稍有異常,由此造成了解釋難度。 [5] 

HR 6819系統構成

HR 6819是三合星,由一個Be星(QV Tel B)、一個B型藍巨星(QV Tel Aa)和一個疑似非吸積黑洞(QV Tel Ab)構成。 [4]  HR 6819以前被認為是單星,但是在2020年5月,研究人員宣佈,通過徑向速度測量的方法發現HR 6819是一個三合星,並且擁有一個恆星級黑洞。過去,HR 6819被劃分為天蠍-半人馬星協,現在認為這個恆星系統較為古老,不屬於天蠍-半人馬星協。 [4] 
一個望遠鏡座的寬視野圖像,圖像中心藍色光點即HR 6819 一個望遠鏡座的寬視野圖像,圖像中心藍色光點即HR 6819
HR 6819的光譜包括較寬和較窄的吸收譜線。寬線源自快速旋轉的Be星,而窄線則來自旋轉較慢的B3III巨星。來自B型巨星的徑向速度變化顯示,它有與Be星完全不同的約40天的軌道週期,因此,有無法被觀測到的第三顆星存在於這個系統中,這個天體與B型巨星組成了一個約40天週期的雙星。對軌道參數的分析表明,第三個天體的質量夠大,可能是一個黑洞。 [4] 
QV Tel Aa
QV Tel Aa是一顆光譜類型為B3 Ⅲ的藍巨星,位於QV Tel B(Be星)的軌道內側。其質量約是太陽6倍。它和QV Tel Ab組成了一個軌道週期約40.3天的聯星系統。 [4] 
複合光譜中不同的窄線,可以清晰的定義Aa的光譜類型大約為B3。與不同光譜線的比較表明,這是一顆巨星,表面温度約為16,000至18000 K。這種恆星的可能質量是6.3 M☉,最低不會小於5 M☉。 [4] 
QV Tel Ab
2020年,天文學家使用徑向速度測量的方式測出,在QV Tel Aa旁存在一個觀測不到的大質量伴星,後被認為可能是一個黑洞。由於該恆星系統距離太陽僅約1120光年,而主星的視星等為5.36,類似於行星天王星的最大亮度,這使它成為了已知的距離太陽系最近的黑洞,同時也是在9,000餘個肉眼可見的恆星系統中首度發現的黑洞。 [3]  這個黑洞在光譜中沒有檢測到X射線,因此它的周圍可能沒有吸積盤,若有也是極其微弱的。 [4] 
可見藍巨星的軌道運動表明,伴星Ab的質量至少與Aa的最小質量相同或接近。嚴謹的Aa最小質量給定值為5 M☉,這意味着黑洞的最小質量為4.2 M☉。如果其軌道傾角不是正面對着地球,那麼質量就會更高。任何一顆大質量恆星的光譜都很容易檢測到,而可能檢測不到的中子星,質量不會如此巨大。因此,QV Tel Ab被推斷為黑洞。 [4] 
QV Tel B
QV Tel B的光譜類型為B3IIIpe,是一顆Be星 [8]  ,後綴的'e'表示其頻譜中有發射線。它是一顆快速旋轉的藍白色星,周圍有一個由減速中的氣體構成的炙熱減速盤 [9]  。這顆星也是變星,然而,注意到它的變星類型類似殼層星,但並不能確定是該型的變星 [6]  。估計它的年齡是5,000萬年 [10]  ,轉速為50 km/s。 [11] 
頻譜中的發射線很強,但是來自Be星的吸收線很弱,因此很難確定準確的光譜類型。整體而言,光譜與其軌道內側的藍巨星相似,但某些亮度相關的譜線相對微弱,表明它是一顆主序星。它似乎比內側的巨星稍微熱一點但光度略低,由於其快速地自轉,若吸收線以及盤面存在強發射線,則很難確定其確切的性質。 [4] 

HR 6819物理參數

QV Tel Aa [4] 
-
質量
6.3±0.7 M☉
半徑
5.5±0.5 R☉
表面重力
3.5-4.0 cgs
表面温度
20,000±200 K
自轉速度
50±1 km/s
QV Tel Ab(黑洞) [4] 
-
質量
≥ 5.0±0.4 M☉
QV Tel B [4] 
-
表面温度
14,125-19,953 K
年齡
15-75 Myr

HR 6819科學推測

誘人的線索
恆星系統HR 6819位於南天的望遠鏡星座,距離我們1000光年。這本是一個毫不起眼、在南半球勉強可以用肉眼看見的普通雙星系統,但研究人員發現,其中一顆恆星的譜線呈現出週期性的搖擺。因此,在這個系統中,一定存在着某個尚未被發現的天體。進一步的分析指出,其中一顆恆星似乎以40天為週期,圍繞着這個看不見的天體旋轉;另一顆恆星距離較遠,週期也更長。而這枚天體的質量,相當於太陽質量的4.2倍。如果這是一顆恆星,那麼考慮其質量及距離,地球上的觀測者一定能夠看見這顆恆星。因此研究提出,在HR 6819系統中心的,是一顆黑洞。如果HR 6819系統中的黑洞的確存在,這一發現除了更新黑洞與地球的最近距離,還有着一系列天文學意義。
未解之謎
HR 6819還為理解產生引力波的黑洞系統的形成機制提供了誘人的線索。當兩顆黑洞,或是黑洞與中子星併合時,產生的時空漣漪已經被天文學家探測到。但在併合之前,這樣的系統是如何誕生的,卻是個未解之謎。 [12] 
安靜黑洞
歐洲南部天文台(ESO)的天文學家發現了一個迄今為止人類發現的最靠近地球的黑洞。它距離我們只有1000光年,近到肉眼可見。這一黑洞屬於被稱為HR 6819的一個“三星系統”的一部分。歐洲南部天文台的科學家認為,其他此類三星系統中也可能藏有黑洞。相關研究已發表在《天文學與天體物理學》雜誌上。除了這個HR 6819黑洞之外,目前已知距離地球最近的黑洞位於3000光年之遙的麒麟星座。但科學家分析,宇宙中仍可能存在離地球距離更近的潛在黑洞,甚至數量可能不下數百萬個。而HR 6819黑洞只是銀河系不釋放明亮X射線、與伴星發生劇烈引力交互作用的第一批恆星質量黑洞,它也許可以幫助研究人員發現銀河系中其他類似的“安靜黑洞”。 [13] 
吸血鬼恆星
2022年,歐洲南方天文台(ESO)天文學家領導的研究團隊與來自比利時的團隊聯合研究發現,HR 6819內實際上並沒有黑洞,它是一個“吸血鬼恆星”雙星系統,處於罕見的短暫演化階段。
此前,研究團隊認為HR 6819是一個三星系統,一顆恆星以40天的公轉週期繞黑洞運行,另一顆恆星在更遠的軌道上運行。但來自比利時的研究團隊認為,這是一個雙星系統,而且其中一顆恆星從其伴星吸走了大部分物質,才使研究人員誤以為觀察到了黑洞,這種天體通常被稱為“吸血鬼恆星”。
為了解開這一謎團,兩個團隊聯合起來,利用歐洲南方天文台的甚大望遠鏡(VLT)和甚大望遠鏡干涉儀(VLTI),獲得了HR 6819的最新數據,結果證明了HR 6819是一個沒有黑洞的雙星系統。
研究人員表示,科學家在觀測HR 6819時,其中一顆恆星剛剛吸收了其伴星大氣不久,導致其旋轉得更快,才被誤認為是黑洞。不過,“失去”黑洞也並不是一件壞事。研究人員表示,因為這個階段持續時間太短,非常罕見,這就為研究“吸血鬼恆星”是如何影響大質量恆星進化提供了寶貴的線索。 [14] 
參考資料
  • 1.    HD 167128 -- Be Star  .SIMBAD[引用日期2020-05-10]
  • 2.    Brown, A. G. A.; Vallenari, A.; Prusti, T.; de Bruijne, J. H. J.; 等.蓋亞望遠鏡第二批天體數據發佈.全球:歐洲南方天文台(ESO),2018
  • 3.    太陽系“鄰居”驚現黑洞!  .網易新聞.2020-05-08[引用日期2020-05-10]
  • 4.    Rivinius, Th.; Baade, D.; Hadrava, P.; Heida, M.; Klement, R.A naked-eye triple system with a nonaccreting black hole in the inner binary.全球:歐洲南方天文台(ESO),2020:637
  • 5.    研究發現:距離地球最近的黑洞可能並不是黑洞……  .參考消息[引用日期2020-10-24]
  • 6.    Samus, N.N.; Kazarovets, E.V.; Durlevich, O.V.; Kireeva, N. N.; Pastukhova, E.N.General Catalogue of Variable Stars.俄羅斯:MAIK,2017:61
  • 7.    Slettebak, A.Spectral types and rotational velocities of the brighter Be stars and A-F type shell stars:英國物理學會出版社,50:1982
  • 8.    Hiltner, W.A.; Garrison, R.F.; Schild, R.E.MK spectral types for bright southern OB stars.美國、英國:英國物理學會出版社,1969:157
  • 9.    Jaschek, M.; Egret, D.Catalog of Be stars:IAU Symposium,1982:98
  • 10.    Tetzlaff, N.; Neuhäuser, R.; Hohle, M.M.A catalogue of young runaway Hipparcos stars within 3 kpc from the Sun.英國:威立-布萊克威爾,2011:410
  • 11.    Arcos, C.; Kanaan, S.; Chávez, J.; Vanzi, L.; Araya, I.; Curé, M.Stellar parameters and H-α line profile variability of Be stars in the BeSOS survey.英國:威立-布萊克威爾,2018:474
  • 12.    從未有一個黑洞,如此接近地球  .新浪科技[引用日期2020-12-20]
  • 13.    銀河系黑洞近來“有點煩” 如果黑洞太活躍,會毀滅地球嗎?  .安徽網[引用日期2020-12-20]
  • 14.    被誤認成黑洞的“吸血鬼恆星”  .光明網[引用日期2022-03-16]
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