中國(guó)發(fā)現(xiàn)70倍太陽(yáng)質(zhì)量黑洞之王

2019年11月28日，《自然》在線發(fā)布中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)劉繼峰、張昊彤研究團(tuán)隊(duì)的成果：依托我國(guó)自主研制的郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST），發(fā)現(xiàn)了一顆迄今為止質(zhì)量最大的恒星級(jí)黑洞，并提供了利用LAMOST巡天優(yōu)勢(shì)尋找黑洞的新方法。

這顆70倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞遠(yuǎn)超理論預(yù)言的質(zhì)量上限，顛覆了相關(guān)認(rèn)知，有望推動(dòng)恒星演化和黑洞形成理論的革新。

恒星級(jí)黑洞是大質(zhì)量恒星死亡形成的，在宇宙中廣泛存在。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(guò)黑洞吸積伴星氣體所發(fā)出的X射線來(lái)識(shí)別的、質(zhì)量均小于20倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞。

2016年秋季開(kāi)始，國(guó)家天文臺(tái)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)利用LAMOST開(kāi)展雙星課題研究，歷時(shí)兩年監(jiān)測(cè)了一個(gè)小天區(qū)內(nèi)3000多顆恒星。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在一個(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(jiàn)的天體做周期性運(yùn)動(dòng)。不同尋常的光譜特征表明，那個(gè)“看不見(jiàn)的天體”極有可能是一顆黑洞。利用加納利大望遠(yuǎn)鏡和凱克望遠(yuǎn)鏡，研究者確認(rèn)了LB-1的黑洞質(zhì)量大約是太陽(yáng)的70倍。

目前恒星演化理論預(yù)言，在太陽(yáng)金屬豐度下只能形成最大為25倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞。這顆新發(fā)現(xiàn)黑洞挑戰(zhàn)了該理論。接下來(lái)，利用LAMOST極高的觀測(cè)效率，天文學(xué)家有望發(fā)現(xiàn)一大批“深藏不露”的黑洞，開(kāi)創(chuàng)批量發(fā)現(xiàn)黑洞的新紀(jì)元。

本研究共包括55位作者，來(lái)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。