黑洞附近一颗奇特的星星让科学家大感意外

科研团队借助美国国家航空航天局（NASA）的“凌日系外行星勘测卫星”（TESS），探测到黑洞“盖亚BH2”的伴星——一颗红巨星内部传播的微弱振动，即“星震”。盖亚BH2黑洞本身是由欧洲航天局的盖亚任务于2023年首次发现的。就像地震帮助科学家探索地球内部一样，这些恒星振动让天文学家得以深入探测恒星内部，并精确测量其核心属性。这项研究成果近期发表在《天文学期刊》上。

该研究的主要作者、夏威夷大学天文研究所（IfA）的研究科学家丹尼尔·海伊表示：“就像地震学家利用地震研究地球内部一样，我们可以通过恒星振荡来了解遥远恒星内部的情况。这些振动告诉了我们关于这颗恒星历史的一些意想不到的事情。”

### 看似古老的年轻恒星
最令人惊讶的发现之一来自这颗恒星的化学成分。这颗红巨星被描述为“α元素富集”，意味着它含有大量通常在非常古老恒星中才会发现的重元素。仅从化学成分来看，这颗恒星应该非常古老。

然而，对其内部振动的分析却讲述了一个不同的故事。这颗恒星实际上约有50亿年的历史，远比其化学成分显示的要年轻。这种不匹配给试图理解这颗恒星形成过程的天文学家带来了困惑。

海伊解释道：“年轻的α元素富集恒星非常罕见且令人费解。年轻的年龄与古老的化学组成相结合，表明这颗恒星并非孤立演化而来。它很可能通过合并，或者在黑洞形成时吸收物质，从伴星那里获得了额外的质量。”

### 旋转速度超乎预期
地面望远镜的长期监测提供了更多线索。这些观测显示，这颗恒星每398天完成一次完整自转，对于一颗单独演化的同龄红巨星来说，这个速度异常快。

该研究的合著者、IfA的NASA哈勃研究员乔尔·翁说：“如果这种自转是真实的，那么仅靠恒星诞生时的自转是无法解释的。这颗恒星一定是通过与伴星的潮汐相互作用而加速旋转的，这进一步支持了该系统有着复杂历史的观点。”

### 对比安静的黑洞系统
研究人员还研究了“盖亚BH3”——另一个黑洞系统，其伴星更为奇特。现有模型预测这颗恒星应该会表现出强烈的振荡，但实际上并未观测到任何振荡。这一意外结果表明，关于极低金属含量恒星的现有理论可能需要修正。

盖亚BH2和盖亚BH3都属于休眠黑洞系统。这些黑洞不会主动从伴星吸收物质，因此不会发射X射线。天文学家通过仔细追踪附近恒星的运动发现了它们。这些发现正在改变科学家在银河系中寻找和研究黑洞的方式。

### 未来展望
未来TESS的观测将使天文学家能够更详细地研究盖亚BH2的恒星振动。研究团队希望通过更多数据，确认这颗红巨星是否真的通过过去的恒星合并形成，并更好地理解这些安静的黑洞对如何随时间演化。