北京
科技日报记者 张佳欣
据最新一期《自然》杂志发表的一项研究，美国麻省理工学院和加州理工学院物理学家报告称，他们观测到了一个黑洞“三体”系统。这一惊人的发现拓宽了人们对黑洞、黑洞所能容纳的天体以及黑洞形成方式的认知。
通常出现的黑洞系统是双星系统，由一个黑洞和一个伴星，如恒星、密度更大的中子星或另一个黑洞组成，它们相互环绕旋转，在黑洞引力的作用下形成紧密的轨道“伴侣”。
原本认为的双星系统V404天鹅座（艺术图）是三星系统的一部分。图片来源：美国科学促进会网站
此次发现的“三体”系统名为“V404天鹅座”，原本被认为是一个低质量X射线双星系统（LMXB），距离地球约8000光年。其中心黑洞正在吞噬一颗每6.5天就会螺旋式靠近它的小恒星，这种配置与大多数双星系统相似。但令人惊讶的是，似乎还有第二颗恒星在围绕这个黑洞旋转，只不过距离要远得多。物理学家估计，这颗遥远的恒星距离黑洞的距离是地球距离太阳的3500倍，这也相当于冥王星距离太阳的100倍。这颗伴星每7万年绕黑洞旋转一周。因此，中心黑洞与两颗伴星通过引力产生“羁绊”，犹如“三重奏”。
这个“三体”系统中的黑洞能对如此遥远的物体产生引力束缚，究竟是如何形成的呢？如果黑洞是由一颗典型的超新星形成，那么在剧烈的超新星爆发时，早就应该把外围恒星甩走了。
研究人员通过模拟实验发现，该系统中的黑洞是通过一种更温和的“直接坍缩”过程形成的，即恒星简单地向内坍缩，在没有经过“最后的闪耀”的情况下形成黑洞。这种方式几乎不会干扰任何被较弱引力束缚着的遥远天体，也是能让该“三体”系统稳定存在的最简单方式。
研究团队表示，这个“三体”系统系统有40亿年的历史，其中的黑洞可能是首个由这种较温和过程形成的黑洞。对于研究黑洞的演化来说，这一发现非常令人兴奋，它也引发了宇宙中是否存在更多“三体”系统的猜想。
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