LB-1和引力波并合事件、X射線方法發(fā)現(xiàn)的黑洞的質(zhì)量分布

       LB-1的藝術(shù)想象圖 (喻京川繪)

       中國(guó)國(guó)家天文臺(tái)的研究團(tuán)隊(duì)利用郭守敬望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了迄今質(zhì)量最大的恒星級(jí)黑洞。郭守敬望遠(yuǎn)鏡是世界上光譜獲取率最高的望遠(yuǎn)鏡。攝影 陳穎為

       國(guó)際在線報(bào)道（記者 魏宇晨）：中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)最新宣布，其研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)迄今質(zhì)量最大的恒星級(jí)黑洞。這個(gè)黑洞質(zhì)量約為太陽(yáng)７０倍，遠(yuǎn)超理論預(yù)言的質(zhì)量上限，堪稱“恒星級(jí)黑洞之王”。這一發(fā)現(xiàn)有望推動(dòng)恒星演化和黑洞形成理論的革新。該研究成果已于２８日在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表。

       黑洞是一種本身不發(fā)光的神秘天體。任何物質(zhì)，包括光也無法從它身邊逃離。根據(jù)質(zhì)量的不同，黑洞一般分為恒星級(jí)黑洞、中等質(zhì)量黑洞和超大質(zhì)量黑洞。這其中，恒星級(jí)黑洞是由大質(zhì)量恒星死亡形成的，是宇宙中廣泛存在的“居民”。理論預(yù)言銀河系中有上億顆恒星級(jí)黑洞，但迄今為止，天文學(xué)家僅在銀河系發(fā)現(xiàn)了約２０顆恒星級(jí)黑洞——而且都是通過黑洞吸積伴星氣體所發(fā)出的X射線來識(shí)別的、質(zhì)量均小于２０倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞。

       找到新的方法，發(fā)現(xiàn)數(shù)量巨大、沒有X射線輻射的黑洞，是國(guó)際天文學(xué)界近年來研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

       ２０１６年秋季開始，中國(guó)國(guó)家天文臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)利用郭守敬望遠(yuǎn)鏡開展雙星課題研究，發(fā)現(xiàn)在距離地球約１．４萬光年的一個(gè)Ｘ射線輻射寧?kù)o的雙星系統(tǒng)（ＬＢ－１）中，一顆８倍太陽(yáng)質(zhì)量的藍(lán)色恒星，圍繞一個(gè)“看不見的天體”做著周期性運(yùn)動(dòng)。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員劉繼峰回憶說：“從２０１６年秋季開始，我們歷時(shí)兩年多對(duì)一個(gè)天區(qū)的３０００個(gè)天體進(jìn)行２６次觀測(cè)。在這里面我們找到了近三百個(gè)能看到視向速度周期性變化的雙星，其中有一個(gè)星顯得非常特別，它有Ｂ型星的吸收線，它在顯著移動(dòng)。””

       中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)隨即通過西班牙１０．４米口徑加納利大望遠(yuǎn)鏡的２１次觀測(cè)、美國(guó)１０米口徑凱克望遠(yuǎn)鏡的７次高分辨率觀測(cè)，確認(rèn)了這個(gè)雙星系統(tǒng)的光譜性質(zhì)：

       ——Ｂ型星約為８倍太陽(yáng)質(zhì)量，距離地球１．４萬光年；而那個(gè)“看不見的天體”質(zhì)量約為太陽(yáng)的７０倍。

       這一研究成果２８日已在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表，本研究共包括５５位作者，來自中國(guó)、美國(guó)、西班牙、澳大利亞、意大利、波蘭和荷蘭７個(gè)國(guó)家２８家單位。

       值得一提的是，中國(guó)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“郭守敬望遠(yuǎn)鏡（ＬＡＭＯＳＴ）”，在此次研究成果的發(fā)現(xiàn)中功不可沒。它是世界上光譜獲取率最高的望遠(yuǎn)鏡，最突出的特點(diǎn)是看得廣，又能看得深，一次觀測(cè)可以獲取３０００多個(gè)天體的光譜，開創(chuàng)了大規(guī)模光譜巡天的先河。與國(guó)際上同類型的巡天項(xiàng)目相比，無論在望遠(yuǎn)鏡口徑上還是觀測(cè)效率上都有極大地飛躍。劉繼峰說：“其實(shí)在上世紀(jì)６０、７０年代，人們就已經(jīng)調(diào)集大量觀測(cè)資源利用這種方法尋找黑洞，但由于設(shè)備靈敏度、數(shù)據(jù)處理等各種問題就沒有發(fā)現(xiàn)任何黑洞。到了今天，我們的設(shè)備發(fā)展到可以使我們?cè)谟行У臅r(shí)間內(nèi)監(jiān)測(cè)大量恒星運(yùn)動(dòng)，這個(gè)設(shè)備就是我們自主研制的ＬＡＭＯＳＴ望遠(yuǎn)鏡。它是世界上獲取光譜最高的望遠(yuǎn)鏡。 ” 　　

       據(jù)了解，下一步，中國(guó)團(tuán)隊(duì)還將開展“黑洞獵手”計(jì)劃，未來五年內(nèi)有望在更廣闊的天區(qū)發(fā)現(xiàn)并測(cè)量近百個(gè)黑洞，并描畫出一幅“黑洞群像圖”。