别高兴太早：天鹅座不只有第二个地球还有一个黑洞

2015年07月24日 09:13
来源：凤凰探索作者：李大鹏

天鹅座

北京时间7月24日凌晨，美国宇航局宣布在天鹅座中发现首个与地球大小相近的“宜居”行星：Kepler-452b，天文学家称，这是至今为止发现的最接近地球的“孪生星球”，有可能拥有大气层和流动水。天文学家表示，这个跟地球的相似指数为0.98。

为什么天鹅座这么“幸运”？

天鹅座是北天星座之一，位于北半球的人们可以很容易的在天空中找到它的位置，而夏季则是观测天鹅座的最佳时期——找到银河就找到了天鹅座。天鹅座位于银河当中，与银河两岸的天鹰座和天琴座成三足鼎立之势。由这三个星座的三颗主星：天琴座织女星、天鹅座的天津四和天鹰座牛郎星一起构成了著名的“夏季大三角”，在夜空中明亮可见。

为什么偏偏在天鹅座找到了地球2.0？这是否意味着相对于其他星座，天鹅座更有可能存在系行星？这要从本次发现的主角——开普勒空间望远镜说起，开普勒是一架太空望远镜，在设计上用于探测遥远恒星以确定类地行星具有多高的普遍性。它利用“凌日法”对行星进行间接探测。所谓“凌日法”是指当恒星系统中的行星运行到开普勒号与恒星之间时，由于行星的遮挡，开普勒号光度计传感器接收到的恒星亮度会变弱。地面科学家可以根据恒星亮度的这种周期性的微弱变化来推算出行星的大小和轨道周期等数据。除了揭示一颗行星的存在外，这种光信号也能告诉我们这颗行星的体积以及运行轨道。

天鹅座

采用“凌日法”观测的开普勒空间望远镜要避开像太阳这样的强光源影响，这样才能提高寻星的效率，而天鹅座恰好符合这个条件，而且位于银河之中的天鹅座还有一个优势：该区域内存在较多的恒星及附属行星。

所以，这并不代表其他的区域没有像Kepler-452b这样的类地行星，不过天鹅座是目前最适宜观测的区域而已。

天鹅座α星将成为下一颗北极星

天鹅座α星是一颗白色的一等星，距离我们1500光年，仅比Kepler-452b的母星远100光年（不过对我们来说仍是一段遥不可及的距离），它是一颗超巨星，放射着比太阳强烈5000倍的光，在这颗星的周围，有以每秒100公里的速度膨胀的气体云形成的包围圈。天鹅座α星在今后8300年的时候，距离天球的北极点仅仅6.6度，是最靠近北极的一颗亮星了，那时它将成为“北极星”。

天鹅座X-1：人类最早认识的黑洞

天鹅座X-1是最早被认为是黑洞的天体之一，1970年，美国的“自由”号人造卫星发现了与其他射线源不同的天鹅座X-1，位于天鹅座X-1上的是一个比太阳重30多倍的巨大蓝色星球，该星球被一个重约10个太阳的看不见的物体牵引着。天文学家一致认为这个物体就是黑洞，它就是人类发现的第一个黑洞。

天鹅座X-1黑洞想象图

天鹅座X-1是个双星系统，由一颗超巨星及一颗致密星组成。超巨星的质量约为20-40倍太阳质量，致密星则具有太阳的10倍质量。由于中子星的最大质量不多于3倍太阳质量，因此该颗致密星普遍被认为是黑洞。X射线由双星系统内的吸积盘产生，在吸积盘内发生康普顿散射，再被反射向外。天鹅座X-1是天空中持续最久的强力X射线源。好消息是这个黑洞虽然在天鹅座中，不过距离地球约6000光年，也不会影响到和它位于同一星座的Kepler-452b。

霍金的赌约

霍金和索恩

距离地球6000光年的天鹅座X-1虽然对人类而言太过遥远，不过在宇宙尺度上这个距离就很近了，所以天鹅座X-1是被人类研究最多的星体之一，在诸多的研究者之中，霍金无疑是最为人所知的一位，他甚至为这颗星体和同事索恩（也是一名著名天体物理学家，曾作为电影《星际穿越》科学顾问设计了电影中的黑洞模型）打过一次赌：霍金认为天鹅座X-1并非黑洞。1990年，霍金承认自己错了，赌输的代价是霍金为索恩订阅了一年美国色情杂志《阁楼》，据说让索恩的太太大怒。