歐洲航天局的XMM——牛頓太空望遠(yuǎn)鏡捕捉到了太空天體上演“舞林大會(huì)”的精彩一幕，在太空的一處“超級(jí)舞臺(tái)”，一個(gè)黑洞和一顆恒星以令人頭暈?zāi)垦５臅r(shí)速彼此繞轉(zhuǎn)，每2.4小時(shí)繞轉(zhuǎn)一圈，比之前的“宇宙吉尼斯紀(jì)錄”提高了大約1小時(shí)。緊湊的黑洞是天體“雙人舞”的領(lǐng)舞者，天文學(xué)家稱之為MAXI1659—152，它的質(zhì)量是太陽(yáng)的3到4倍，紅矮星是“雙人舞”的伴舞者，這顆紅矮星的質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的20%或五分之一，主黑洞和伴隨的紅矮星相隔了大約100萬公里。

2010年9月25日，NASA的斯威夫特太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了“二人轉(zhuǎn)”的黑洞和伴星，剛開始時(shí)，天文學(xué)家以為觀測(cè)到了伽瑪射線爆，黑洞大量噴吐物質(zhì)和能量時(shí)形成了伽瑪暴。國(guó)際空間站搭載的日本的MAXI太空望遠(yuǎn)鏡在同一天和同一個(gè)區(qū)域發(fā)現(xiàn)了十分明亮的射線源，各地的地面和太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了射線暴的后續(xù)觀測(cè)，歐航局的XMM——牛頓太空望遠(yuǎn)鏡通過觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，一個(gè)黑洞正從一顆被撕裂的小型伴星吞噬物質(zhì)。當(dāng)這場(chǎng)“舞林盛典”或“舞林大會(huì)”結(jié)束時(shí)，作為伴星的紅矮星將被強(qiáng)悍的主黑洞徹底吞滅。

黑洞和紅矮星繞著它們的共同質(zhì)量中心旋轉(zhuǎn)，而不是紅矮星繞著黑洞轉(zhuǎn)動(dòng)，但地球是繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，這是因?yàn)楹诙春图t矮星的質(zhì)量不是相差懸殊，雙方引力達(dá)到了相互制衡的程度，導(dǎo)致了共有性引力中心的產(chǎn)生，質(zhì)量中心是它們的共同旋轉(zhuǎn)中心。相比較而言，紅矮星是一顆明亮的恒星，轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑大，它位于離質(zhì)量中心點(diǎn)更遠(yuǎn)的位置，旋轉(zhuǎn)速度為每小時(shí)200公里，令人驚奇高速旋轉(zhuǎn)，這是目前已知旋轉(zhuǎn)速度最快的恒星。黑洞的圓周轉(zhuǎn)速僅為每小時(shí)15萬公里，遠(yuǎn)低于它的伴星或紅矮星的轉(zhuǎn)速。

2013年3月19日，歐洲航天局宣布了雙星繞轉(zhuǎn)破紀(jì)錄的發(fā)現(xiàn)，歐洲航天局的西班牙籍科學(xué)家埃里克·庫(kù)卡爾斯在《天文學(xué)和天體物理學(xué)》雜志發(fā)表了科學(xué)團(tuán)隊(duì)的觀測(cè)成果。主黑洞和它的紅矮星伴星繞著它們共同的質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)，相互繞轉(zhuǎn)的速度令人驚奇，它們的繞轉(zhuǎn)速度比地球圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度高出了大約20倍。西班牙科學(xué)家?guī)炜査故褂昧耸诛L(fēng)趣的語(yǔ)言，瘋狂的旋轉(zhuǎn)好似某人在“星系游覽會(huì)”坐上了一匹旋轉(zhuǎn)木馬，瘋狂旋轉(zhuǎn)的滋味難受，極速的旋轉(zhuǎn)使人無法忍受，周圍是一片天昏地暗的幻象。

庫(kù)卡爾斯和團(tuán)隊(duì)的成員發(fā)現(xiàn)，雙星系所處的位置高于銀河系的平面，為何雙星系不是處在銀河系基準(zhǔn)平面附近的低緯度位置？這一不同尋常的特征也出現(xiàn)在其它兩個(gè)含有黑洞的雙星系，其中的一個(gè)雙星系被命名為斯威夫特J1753.5——0127，它保持了之前雙星系繞轉(zhuǎn)速度的記錄。銀河系的高緯度位置和短周期旋轉(zhuǎn)軌道可能是這類雙星系共同的特征，從而揭示出這些雙星體潛在的類型，這類雙星體可能是在超新星大爆炸的時(shí)期形成，超新星在大爆炸中形成了黑洞，這些黑洞可能被“踢出”了銀河系的低緯度平面。

XMM——牛頓太空望遠(yuǎn)鏡捕捉了黑洞MAXI1659——152的射線信號(hào)，快速的反應(yīng)機(jī)制是捕捉信號(hào)的關(guān)鍵所在，對(duì)于旋轉(zhuǎn)周期非常短的雙星體而言，天文觀測(cè)面臨了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，觀測(cè)時(shí)刻正好趕上了下午茶，庫(kù)卡爾斯帶領(lǐng)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)從收到指令后的5個(gè)小時(shí)開始了觀測(cè)，從下午茶的時(shí)辰一直持續(xù)到了第二天的早餐時(shí)間。歐洲航天局XMM——牛頓太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)團(tuán)隊(duì)的諾伯特·夏特爾也強(qiáng)調(diào)了儀器快速反應(yīng)性能的重要性，缺失了快速響應(yīng)機(jī)制，科學(xué)團(tuán)隊(duì)不可能準(zhǔn)確測(cè)量包含一個(gè)黑洞的雙星系的極快旋轉(zhuǎn)速度。

黑洞MAXI1659——152有一顆紅矮星的伴星，這是一顆體積小而相對(duì)冷的恒星，紅矮星是銀河系中極為常見的恒星類型，對(duì)亮度很低的紅矮星的觀測(cè)極為困難，甚至已知最大一顆紅矮星的亮度僅為太陽(yáng)亮度的10%。黑洞MAXI1659—152的紅矮星伴星受到了向心引力的巨大作用，施加給紅矮星的向心引力使得它沿圓弧型的路徑轉(zhuǎn)動(dòng)。向心力在紅矮星朝向黑洞的一側(cè)和背離黑洞的一側(cè)產(chǎn)生了很大的引力差，向心引力的“剪刀差”或剪力將紅矮星一層層地撕裂，紅矮星的碎片化物質(zhì)最終成了黑洞的“囊中之物”。黑洞和伴星的“舞林爭(zhēng)霸”終有“曲終人散”的時(shí)候，黑洞是“舞林霸主”中真正的舞者，它的紅矮星伴星終將消失得無影無蹤。

（編譯：2021-4-3）

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