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第7章 太空中的洞——黑洞

钻石雨 马库斯·乔恩15702字2026-08-15

不幸的是,早期的X射线望远镜过于简陋,只能将宇宙射线源的位置定位到“在某个星座中”。就天鹅座X-1来说,只能定位在那个以天鹅命名的星座范围内。没有人知道发出X射线的恒星到底是什么样子,所以现在需要找出点不合规律的东西。起初,要搜索的天空面积太大,让人感到绝望。但是随着X射线望远镜技术的提高,直到1970年,情况得到了改善。默丁注意到,天鹅座X-1可能存在位置的箱状区域中有一颗远比其他恒星亮得多的恒星(HDE226868),但似乎它没有更多的特别之处。

这一次,默丁返回英国,就职于东萨塞克斯郡赫斯特蒙塞的格林尼治天文台,依旧是短期职位。那时,美国航空航天局发射的一颗卫星首次搭载了一个灵敏的X射线天文望远镜。乌呼鲁(Uhuru)卫星确定了大量的X射线源天体,默丁得到了目录的预印本。那个确定天鹅座X-1位置的箱状区域因而缩小了很多,现在大约只有满月直径的1/3。重要的是,这块箱状区域里面仍然包含HDE226868。“那颗星还在摇旗呐喊:‘看看我吧!我真的很有趣!’”默丁说。

能和韦伯斯特在一个办公室工作,真是默丁的运气,否则他的研究不见得能成功。当时默丁还不到30岁,韦伯斯特只比他大一点。这位澳大利亚人正在和格林尼治天文台的台长理查德·伍利(RichardWoolley)合作研究银河系中恒星的运动情况。[119]

默丁并不认为蓝色恒星HDE226868本身就是神秘的X射线源,他和韦伯斯特研究过这颗恒星的星光,看不出有什么特别。[120]不管怎样,那时人们猜测,这种X射线可能是由恒星的一颗小体积、超高密度的伴星吸积恒星上的物质时发出的。当恒星上的物质旋转着落向伴星(像水旋转着流入排水孔)时,在吸积盘(accretiondisk)中发生剧烈摩擦,使物质变得极热,从而发出X射线。因此,默丁心中的疑问是:HDE226868是否也有一颗这样的伴星呢?

如果这颗蓝色恒星的速度不断变化,比如它的速度变化表明它先是接近地球,然后再逐渐远离,那就说明它正在绕另一颗恒星旋转。要想弄清这颗恒星的速度是否真的在改变,默丁甚至不必做任何工作,因为当时韦伯斯特和她的团队正在做的就是测量恒星的速度。默丁只要将HDE226868的天体坐标写在一张纸上,然后交给韦伯斯特即可。

韦伯斯特使用的是100英寸(约2.54米)的巨型艾萨克·牛顿望远镜(IsaacNewtonTelescope)。好笑的是,最初这台望远镜竟然建在终年云雾缭绕、雨水丰沛的赫斯特蒙塞〔1979年,在花费了比建造时更高的成本后,该望远镜被移至加那利群岛拉帕尔玛岛的穆查丘斯罗克天文台(theRoquedelosMuchachosObservatory)〕。事实证明,这对默丁来说是另一个好运。世界上最好的天文台通常位于海拔高、气候干燥、视野非常好的地方,致力拍摄宇宙中那些非常暗弱、极其遥远的天体。而在赫斯特蒙塞,只能将注意力集中在那些更明亮的、即使在朦胧的天空中也可以“看见”的天体上,而HDE226868正是这样一颗恒星。

韦伯斯特正在使用超灵敏的光谱仪拍摄恒星的光谱。恒星的光谱记录的是恒星发出的不同颜色或频率的光的亮度。光的频率就像声音的音调一样:当恒星向我们靠近时,光的频率就会变高;而当恒星离我们越来越远时,光的频率就会变低。这与警笛声音的传播相似,警笛在接近你时,声音变得尖锐;在远离你时,声音变得低沉。这种现象被称为多普勒效应。

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