林彥興
今天下午，蓋亞衛星（Gaia）團隊宣布他們在 2000 光年外發現了一顆新的「沉默黑洞」，其質量高達太陽的 33 倍，是為目前銀河系內已知最重的恆星質量黑洞，並對恆星演化的理論有重要的意義。
人類尋找黑洞已有數十年歷史。對於正在吸積物質的黑洞，由於其周遭的吸積盤與噴流等結構會發出強烈的電磁輻射，因此相對容易看到；但沒有在進食的「沉默黑洞」，就要難找許多。目前，天文學家能夠找的，主要是存在於雙星系統中的沉默黑洞。因為雖然黑洞本身不發光，天文學家仍可以藉由觀測其伴星的運動，去發現黑洞的存在。前兩年，天文學家已經陸續用蓋亞衛星的資料找到了兩顆，名為 Gaia BH1/BH2。而這是第三顆，因此非常合理地就叫 Gaia BH3 XD
至於為甚麼這跟恆星演化的理論有關呢？原因是在這之前，天文學家注意到使用電磁波找到的黑洞（比如 X 射線雙星）質量普遍都在 10 倍太陽質量以下。而之所以沒有更大質量的黑洞存在，是因為在演化末期，恆星會以強烈的恆星風將質量拋射出去。剩下的質量不多，恆星死亡後留下的黑洞自然也就不會太大。
但另一方面，從重力波觀測得到的黑洞質量，則常常在 30 太陽質量以上。這讓天文學家好奇：是什麼機制讓恆星不會拋射這麼多質量，從而能夠產生這些大質量的黑洞呢？其中一個主流理論，就是讓恆星的金屬豐度降低。因為金屬越多，越容易產生強烈的恆星風讓恆星損失質量。
而這次觀測的結果顯示，Gaia BH3 的伴星確實是個金屬豐度很低的恆星，這就強力的佐證了金屬少的恆星能產生大質量黑洞的觀點。而隨著蓋亞衛星不斷累積資料，同時天文學家不斷改進演算法，未來應該還會有 Gaia BH 4/5/6/7/8 被發現吧～
Credit: ESO/M. Kornmesser
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