劉繼峰研究員在發(fā)布會(huì)上介紹迄今最大恒星級(jí)黑洞的發(fā)現(xiàn)及研究相關(guān)情況?！O自法　攝

中新網(wǎng)北京11月28日電 (記者 孫自法)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)28日在北京宣布，該臺(tái)劉繼峰、張昊彤研究團(tuán)隊(duì)依托中國(guó)自主研制的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施郭守敬望遠(yuǎn)鏡(大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡，英文縮寫LAMOST)，發(fā)現(xiàn)一顆迄今質(zhì)量最大的恒星級(jí)黑洞，并提供一種利用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、距離地球約1.4萬(wàn)光年的黑洞遠(yuǎn)超理論預(yù)言的質(zhì)量上限，顛覆了人們對(duì)恒星級(jí)黑洞形成的認(rèn)知，也突破了現(xiàn)有恒星演化理論的“禁區(qū)”，有望推動(dòng)恒星演化和黑洞形成理論的革新。這一天文學(xué)領(lǐng)域重大發(fā)現(xiàn)的科研成果論文，已于北京時(shí)間當(dāng)天凌晨，獲國(guó)際權(quán)威科學(xué)期刊《自然》發(fā)表。

劉繼峰研究員在發(fā)布會(huì)上回答媒體提問(wèn)?！O自法 攝

據(jù)成果論文第一作者和通訊作者、中科院國(guó)家天文臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)劉繼鋒研究員介紹，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(wú)法從它身邊逃離，有宇宙真空“吸光器”之譽(yù)。根據(jù)質(zhì)量不同，黑洞一般分為恒星級(jí)黑洞(100倍太陽(yáng)質(zhì)量以下)、中等質(zhì)量黑洞(100倍至10萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量)和超大質(zhì)量黑洞(10萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量以上)。其中，恒星級(jí)黑洞由大質(zhì)量恒星死亡形成，是宇宙中廣泛存在的“居民”。理論預(yù)言銀河系有上億顆恒星級(jí)黑洞，但迄今為止，天文學(xué)家僅在銀河系發(fā)現(xiàn)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、質(zhì)量均小于20倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞。因此，找到新方法發(fā)現(xiàn)數(shù)量巨大、沒(méi)有X射線輻射的黑洞，近年來(lái)也成為天文學(xué)界研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

中科院國(guó)家天文臺(tái)研究團(tuán)隊(duì)自2016年秋季開始，利用LAMOST開展雙星課題研究，歷時(shí)兩年監(jiān)測(cè)一個(gè)小天區(qū)內(nèi)3000多顆恒星，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)“看不見的天體”做著周期性運(yùn)動(dòng)。其不同尋常的光譜特征表明，那個(gè)“看不見的天體”極有可能是一顆黑洞。研究團(tuán)隊(duì)隨即對(duì)此展開驗(yàn)證與確認(rèn)——通過(guò)西班牙10.4米口徑加納利大望遠(yuǎn)鏡和美國(guó)10米口徑凱克望遠(yuǎn)鏡，進(jìn)一步確認(rèn)LB-1光譜性質(zhì)，并計(jì)算出該黑洞質(zhì)量大約是太陽(yáng)的70倍。

劉繼峰表示，歷時(shí)兩年之久的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，LAMOST共為這顆70倍太陽(yáng)質(zhì)量黑洞的研究進(jìn)行26次觀測(cè)，累積曝光時(shí)間約40個(gè)小時(shí)。“如果利用一架普通4米口徑望遠(yuǎn)鏡來(lái)尋找這樣一顆黑洞，同樣的幾率下，則需要40年的時(shí)間——這充分體現(xiàn)出LAMOST超高的觀測(cè)效率”。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，開創(chuàng)批量發(fā)現(xiàn)黑洞的新紀(jì)元。

新聞發(fā)布會(huì)結(jié)束后，迄今最大恒星級(jí)黑洞發(fā)現(xiàn)及研究團(tuán)隊(duì)部分成員合影?！O自法 攝

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)黑洞的質(zhì)量為太陽(yáng)70倍，無(wú)疑已突破現(xiàn)有恒星演化理論“禁區(qū)”。南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)李向東教授認(rèn)為，這顆迄今質(zhì)量最大恒星級(jí)黑洞的發(fā)現(xiàn)表明，現(xiàn)有恒星演化理論是不完備的，或者還存在未知的黑洞雙星形成機(jī)制。

國(guó)際天文學(xué)界也對(duì)中國(guó)天文學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)完成的這一重大發(fā)現(xiàn)給予高度評(píng)價(jià)。美國(guó)激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)臺(tái)長(zhǎng)大衛(wèi)·雷茨評(píng)論稱，在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)70倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞，將迫使天文學(xué)家改寫恒星級(jí)黑洞的形成模型。這一非凡的成果，將與過(guò)去4年里美國(guó)激光干涉引力波天文臺(tái)及歐洲室女座引力波天文臺(tái)探測(cè)到的雙黑洞并合事件一起，推動(dòng)黑洞天體物理研究的復(fù)興。LIGO資深專家、賓州州立大學(xué)講習(xí)教授Banglore Sathyaparkash認(rèn)為，這是一個(gè)非凡的發(fā)現(xiàn)，“我極度震驚于作者居然在我們銀河系后花園發(fā)現(xiàn)類似的(黑洞)系統(tǒng)，非常不可思議”。恒星演化理論先驅(qū)、東京大學(xué)教授Ken’ichi Nomoto表示，這個(gè)發(fā)現(xiàn)出人意料、令人激動(dòng)，并對(duì)現(xiàn)有恒星演化理論發(fā)起挑戰(zhàn)，“為革新我們對(duì)恒星演化理論理解帶來(lái)嶄新的材料”。

據(jù)了解，迄今質(zhì)量最大恒星級(jí)黑洞發(fā)現(xiàn)的研究工作，基于中國(guó)LAMOST、西班牙加納利大望遠(yuǎn)鏡及美國(guó)凱克望遠(yuǎn)鏡、錢德拉X射線天文臺(tái)觀測(cè)數(shù)據(jù)完成，發(fā)表成果論文共包括55位作者，分別來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、西班牙、澳大利亞、意大利、波蘭和荷蘭7國(guó)28家單位。(完)