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)

       中國國家天文臺的研究團隊利用郭守敬望遠鏡發(fā)現(xiàn)了迄今質(zhì)量最大的恒星級黑洞。郭守敬望遠鏡是世界上光譜獲取率最高的望遠鏡。攝影 陳穎為

       國際在線報道（記者 魏宇晨）：中國科學院國家天文臺最新宣布，其研究團隊發(fā)現(xiàn)了一個迄今質(zhì)量最大的恒星級黑洞。這個黑洞質(zhì)量約為太陽７０倍，遠超理論預言的質(zhì)量上限，堪稱“恒星級黑洞之王”。這一發(fā)現(xiàn)有望推動恒星演化和黑洞形成理論的革新。該研究成果已于２８日在國際知名學術(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黑洞、中等質(zhì)量黑洞和超大質(zhì)量黑洞。這其中，恒星級黑洞是由大質(zhì)量恒星死亡形成的，是宇宙中廣泛存在的“居民”。理論預言銀河系中有上億顆恒星級黑洞，但迄今為止，天文學家僅在銀河系發(fā)現(xiàn)了約２０顆恒星級黑洞——而且都是通過黑洞吸積伴星氣體所發(fā)出的X射線來識別的、質(zhì)量均小于２０倍太陽質(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，是國際天文學界近年來研究的熱點和難點。

       ２０１６年秋季開始，中國國家天文臺領(lǐng)導的研究團隊利用郭守敬望遠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Ｘ射線輻射寧靜的雙星系統(tǒng)（ＬＢ－１）中，一顆８倍太陽質(zhì)量的藍色恒星，圍繞一個“看不見的天體”做著周期性運動。中國科學院國家天文臺研究員劉繼峰回憶說：“從２０１６年秋季開始，我們歷時兩年多對一個天區(qū)的３０００個天體進行２６次觀測。在這里面我們找到了近三百個能看到視向速度周期性變化的雙星，其中有一個星顯得非常特別，它有Ｂ型星的吸收線，它在顯著移動。””

       中國研究團隊隨即通過西班牙１０．４米口徑加納利大望遠鏡的２１次觀測、美國１０米口徑凱克望遠鏡的７次高分辨率觀測，確認了這個雙星系統(tǒng)的光譜性質(zhì)：

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

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

       值得一提的是，中國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“郭守敬望遠鏡（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鏡，最突出的特點是看得廣，又能看得深，一次觀測可以獲�。常埃埃岸鄠�天體的光譜，開創(chuàng)了大規(guī)模光譜巡天的先河。與國際上同類型的巡天項目相比，無論在望遠鏡口徑上還是觀測效率上都有極大地飛躍。劉繼峰說：“其實在上世紀６０、７０年代，人們就已經(jīng)調(diào)集大量觀測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)展到可以使我們在有效的時間內(nèi)監(jiān)測大量恒星運動，這個設(shè)備就是我們自主研制的ＬＡＭＯＳＴ望遠鏡。它是世界上獲取光譜最高的望遠鏡。 ” 　　

       據(jù)了解，下一步，中國團隊還將開展“黑洞獵手”計劃，未來五年內(nèi)有望在更廣闊的天區(qū)發(fā)現(xiàn)并測量近百個黑洞，并描畫出一幅“黑洞群像圖”。