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的身份疑云x射线双星中的“不可见天体”
通常是白矮星、中子星或黑洞。
如何区分?看质量。
白矮星质量<14倍太阳(钱德拉塞卡极限),中子星14-3倍(奥本海默-沃尔科夫极限),黑洞>3倍。
groj0422+32的伴星质量为08倍太阳,通过“径向速度法”
(测量伴星因引力拉扯的摆动),我们算出致密天体的质量下限是36倍太阳——刚好超过中子星上限,却没达到传统黑洞下限。
“这不可能!”
汤姆在组会上拍桌子,“要么是观测误差,要么我们的理论错了。”
我们反复核对数据:伴星的轨道速度(280公里秒)、轨道倾角(45°)、周期(104小时),所有参数都指向同一个结论——这个“不可见天体”
是个“小黑洞”
,或者是个“超重中子星”
。
二、x射线双星:宇宙中的“引力舞伴”
要理解groj0422+32的特殊,得先认识它的“家”
——x射线双星系统。
这类系统像宇宙中的“双人舞”
:一颗是可见的普通恒星(像伴舞),另一颗是致密天体(黑洞或中子星,像领舞),两者通过引力“绑”
在一起旋转。
1“气体吸积”
的宇宙盛宴groj0422+32的伴星是一颗“慷慨的舞伴”
。
它的大气被致密天体的引力“撕”
成气体流,像瀑布般坠向对方,在距离致密天体几百万公里的“吸积盘”
里堆积。
气体盘内摩擦生热,温度飙升至1000万c,释放出强烈的x射线——这就是我们看到的“尖叫”
。
“吸积盘像宇宙火锅,”
我比喻,“气体在里面‘涮’得滚烫,再‘吐’出来变成x射线。
锅越大(吸积盘越厚),火越旺(亮度越高)。”
1992年的“亮度暴动”
,正是伴星气体流突然增强的结果——可能是一颗恒星“路过”
时扰动了伴星大气,像往火锅里倒了桶油。
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2“双星舞步”
的测量难题称量致密天体的质量,关键是测量伴星的“舞步”
。
我们用光谱仪分析伴星的光:当伴星绕致密天体旋转时,朝向地球的一侧会因多普勒效应蓝移(变蓝),背向侧红移(变红),光谱线像“波浪”
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