中國天文學家發現最大恆星級黑洞

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  中國科學院國家天文台28日宣布,該台研究團隊依託郭守敬望遠鏡(LAMOST)發現一個迄今質量最大的恆星級黑洞。這個黑洞質量約為太陽70倍,遠超理論預言的質量上限,有望推動恆星演化和黑洞形成理論的革新。

  黑洞是一種體積極小、質量極大的天體,如同一個宇宙「吞噬之口」,連光也無法逃逸。根據質量不同,黑洞一般分為恆星級黑洞、中等質量黑洞和超大質量黑洞。其中,恆星級黑洞由大質量恆星死亡形成,是宇宙中廣泛存在的「居民」,理論預言銀河系中有上億顆恆星級黑洞。

  但天文學家迄今僅在銀河系發現約20顆恆星級黑洞,且質量均小於20倍太陽質量,需通過黑洞吸積伴星氣體所發出的X射線來識別。當前主流的恆星演化理論預言,在太陽金屬豐度下只能形成最大為25倍太陽質量的黑洞。

  2016年秋季開始,國家天文台劉繼峰、張昊彤研究團隊利用郭守敬望遠鏡開展雙星課題研究,發現在距離地球約1.4萬光年的一個X射線輻射寧靜的雙星系統(LB-1)中,一顆8倍太陽質量的藍色恆星圍繞一個「看不見的天體」做著周期性運動。不同尋常的光譜特徵表明,那個「看不見的天體」極可能是一個黑洞。研究人員隨後進一步確認了LB-1的光譜性質,計算出該黑洞質量大約是太陽的70倍。

  劉繼峰表示,這顆新發現黑洞的質量已經進入了現有恆星演化理論的「禁區」。借助郭守敬望遠鏡超高的觀測效率,天文學家未來還有望發現一大批「深藏不露」的黑洞。

  美國激光干涉引力波天文台(LIGO)台長大衛·雷茨評論說,在銀河系內發現70倍太陽質量的黑洞,將迫使天文學家改寫恆星級黑洞的形成模型。

  該研究成果28日已在國際知名學術期刊《自然》上發表。