重測黑洞，晃動恒星演化理論大廈
再指天鵝座X-1：新的黑洞資訊晃動恒星演化理論的大廈
上圖為藝術設想圖，一顆藍超巨星外層正受天鵝座X-1黑洞的引力拉拽逐漸變成其吸積盤的一部分。圖源：國際射電天文研究中心，
要知道，理論物理學家對黑洞存在性的論證與真正發現黑洞是有很大差別的，因此天鵝座X-1黑洞身份的證認工作令科學家們激動萬分，現在，他們又一次興奮起來，還帶著些許困惑：研究表明，這顆黑洞的質量比之前他們所認為的要大得多。而事實上，“質量”這個關鍵因素的變化讓我們對已知的恒星演化理論產生了懷疑。
天鵝座X-1是一個強X射線源，在1964年一次短暫的火箭飛行探測中被發現（該任務旨在探測被大氣遮蔽的X射線波段資訊）。1975年，史蒂芬·霍金向基普·索恩打賭說這個X射線源并不是黑洞，十六年后，他認輸了。
上圖為霍金與索恩年輕時的照片。兩人曾在“天鵝座X-1射電源是否為黑洞”一事中打賭，并設立了一些賭注。圖源：Wikipedia，
莫納什大學部的伊利亞·曼德爾教授曾用甚長基線陣列測量天鵝座X-1星體相對遙遠星系背景的移動（地球位于太陽兩側時分別測量其相對星系背景的位置）。《科學》雜志中，他給出視差測量的結果：天鵝座X-1與我們相距約7100光年，大大超出之前的估計。
上圖是測量周期為6個月的視差測量方法，其測得天鵝座X-1離我們七千多光年遠。圖源：國際射電天文研究中心。
曼德爾提到：“天鵝座X-1系統中的黑洞是由一顆初始質量約為60倍太陽質量的恒星在數萬年前坍縮形成的，更難以置信的是，這個黑洞以其超巨星伴星為中心，在五分之一日地距離處飛速繞轉著，平均五天半就可繞轉一圈，”
通過新的距離數據可以得到這個系統的尺度資訊：天鵝座X-1星體質量約為21倍太陽質量，比之前認為的大40%，
與星系中心常有的超大質量黑洞相比，這顆黑洞簡直太小了，不過這依然不影響它坐上“已知銀河系內類太陽金屬豐度恒星衰亡產生的最大質量黑洞”的“王座”。
Wikipedia，
黑洞是超巨星經過超新星爆發后留下的“寶藏”。盡管恒星的初始質量最大可超過100個太陽質量，在演化晚期，也會被極度活躍的星風剝離出大部分物質，因此，除去那些被剝離的物質質量，恒星演化形成的黑洞質量范圍應在2~16個太陽質量之間。之前對天鵝座X-1黑洞質量的估計已經很接近最大值了，現在，很明顯，這顆黑洞“出線”了。
上圖為LIGO的其中一個探測器，位于華盛頓州漢福德，圖源：Wikipedia。
LIGO（激光干涉引力波天文臺）目前已探測到了來自50多倍太陽質量黑洞并合產生的引力波。理論上講，這類大質量的恒星級黑洞前身星更可能是那些極低鐵豐度的恒星，因為這類恒星演化過程中星風更弱，更多的物質可以被保留下來，而目前銀河系內新形成的恒星普遍有較高的金屬豐度，這意味著星風會很強，大量物質會被剝離出去，想要形成如此大質量的恒星級黑洞是困難的，
上圖為LIGO探測到的黑洞/中子星并合事件（藍色點與橘黃色點）所涉質量與過去已知黑洞/中子星質量（紫色與黃色）對比，以太陽質量為單位準確標注，圖源：LIGO Caltech
曼德爾在IFIscience（愛科學新聞網）中提到：“恒星質量越大，星風就會越強，所以恒星初始質量的增長并不會對它形成的黑洞質量有太大影響，”
“理論上分析，大質量恒星級黑洞可能是在一個三合星系統環境下形成，并通過對第三顆恒星的吸積來增大它的質量的，三合星系統中，黑洞對那顆擁有足夠質量的“額外”恒星的吸積將拉長其與另一顆恒星相互繞轉的軌道，這種狀態在吸積完成后仍然維持著”，曼德爾補充說：“三合星系統需要一些不尋常的東西才能留下像這樣的雙星圓軌道，涉及到大質量恒星的事件未必會很簡單”。
《天體物理學雜志》中的一篇論文給出了目前最可能的解釋：我們可能高估了恒星演化中的質量損失，曼德爾提到：“最近一些理論學家正討論過高估計的可能性，而我們的觀測結果正好給理論提供了一定限制。”
Fy：Stephen Luntz
FY: 蘭陵花
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坦率的說,黑洞理論只是一種推測,但也是一種有根據的推測,只是人們目前還沒有非常確鑿的證據證明其存在.
太深奧了!