这颗恒星正以极其接近黑洞的速度运行

哈利和莎莉。特里斯坦和伊索尔德。奇奇和蒂蒂。他们都是标志性的二人​​组。但他们在 X9 上一无是处。

这个双星系统位于密集的球状恒星群杜鹃座 47 中，距离地球约 14,800 光年。长期以来，人们一直认为该双星系统由一对恒星组成：一颗恒星大小与太阳相当，它被锁定在围绕行星大小、密度极高的白矮星运行的轨道上，白矮星缓慢地从较大的恒星中吸取物质。但事实证明，这颗类似太阳的恒星可能是一颗白矮星，而推测的白矮星实际上是一个黑洞。

这是科学家首次在这种带有黑洞的双星系统中发现如此微小的恒星。不仅如此，这颗矮星每 28 分钟绕黑洞旋转一次。这是科学家在任何黑洞和恒星对中观察到的最近轨道。

“我们怀疑它们已经这样了数百万年甚至数十亿年，”加拿大阿尔伯塔大学和密歇根州立大学的阿拉什·巴赫拉姆安 (Arash Bahramian) 说道。巴赫拉姆安是《皇家天文学会月刊》上发表的一项关于该系统的新研究的第一作者。“我们目前的理解是，该系统是稳定的。它很可能还能保持这种状态数百万年。”

但是，虽然白矮星似乎没有被完全拖入黑洞的危险——或者被从远处撕裂——但它正在为它的同伴提供稳定的气体和尘埃。天文学家从未见过黑洞成功地以如此小的恒星为食，但 X9 的轨道非常紧密——这对恒星之间的距离可能是地球和月球之间的距离的 2.5 倍——使这种吸血现象成为可能。

即使 X9 不是同类系统中结构最紧密、白矮星最多的双星系统，巴赫拉姆安和他的同事们仍然会为找到它而兴奋：在黑洞轨道上发现恒星并不罕见，但在像杜鹃座 47 这样密集的古老球状星团中发现这样的双星系统却非常罕见。所有证据表明，那里应该存在大量这样的相互作用——或者曾经存在过。这些星团应该充满了由巨大的内爆死星形成的黑洞，而密集的恒星交通应该会在附近产生大量有趣的相互作用。

“尽管我们预计球状星团中会有很多这样的系统，但我们发现它们的数量却出奇地少，”巴赫拉姆安说。“直到几年前，这个数字还是零。我们认为也许今天已经没有这样的系统了——也许黑洞因为与星团的相互作用而获得了很大的速度并被踢出，它们在形成后迅速离开了星团。但后来有证据表明，有些应该存活到了今天。”

在过去十年左右的时间里，天文学家终于开始发现这些系统——但据巴赫拉姆安说，他们只发现了“少数几个”。“现在这是其中之一。”

研究这样的系统可以帮助科学家了解黑洞、恒星和球状星团的演化。在这种情况下，巴赫拉姆安和他的同事怀疑 X9 曾经确实是天文学家长期以来所怀疑的那样：一对恒星，其中较小的一颗被黑洞吞噬，留下一颗白矮星（一颗处于生命最后阶段的小恒星）围绕着一颗黑暗的伴星运行。这颗恒星也有可能曾经是一颗红巨星（一颗巨大而炽热的垂死恒星，充满气体，最终会坍缩成一颗白矮星），遭到了黑洞的重击。它们的碰撞可能让黑洞夺走了红巨星的气体，使其过早进入生命中的白矮星阶段。

理论上，我们可以利用引力波来更多地了解这个系统。这些时空中的涟漪是由现存的每个物体向四面八方发射的，但像黑洞这样质量巨大的物体发出的信号，我们有希望探测到。由于引力波在传播过程中不会衰减或与物质相互作用，我们可以了解黑洞等太小、太远、太暗而无法通过其他方式看到的物体。不幸的是，世界上唯一一个正在运行的引力波天文台的功率不足以探测到 X9 的秘密。但研究人员希望，未来计划建造的引力波天文台（将在太空运行）可以帮助他们更详细地研究该系统。