LB-1和引力波并合事件、X射線方法發現的黑洞的質量分布

       LB-1的藝術想象圖 (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現了迄今質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，其研究團隊發現了一個迄今質量最大的恒星級黑洞。這個黑洞質量約為太陽７０倍，遠超理論預言的質量上限，堪稱“恒星級黑洞之王”。這一發現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日在國際知名學術期刊《自然》上發表。

       黑洞是一種本身不發光的神秘天體。任何物質，包括光也無法從它身邊逃離。根據質量的不同，黑洞一般分為恒星級黑洞、中等質量黑洞和超大質量黑洞。這其中，恒星級黑洞是由大質量恒星死亡形成的，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現了約２０顆恒星級黑洞——而且都是通過黑洞吸積伴星氣體所發出的X射線來識別的、質量均小于２０倍太陽質量的黑洞。

       找到新的方法，發現數量巨大、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，中國國家天文臺領導的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的光譜性質：

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

       這一研究成果２８日已在國際知名學術期刊《自然》上發表，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，中國重大科技基礎設施“郭守敬望遠鏡（ＬＡＭＯＳＴ）”，在此次研究成果的發現中功不可沒。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，一次觀測可以獲取３０００多個天體的光譜，開創了大規模光譜巡天的先河。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，人們就已經調集大量觀測資源利用這種方法尋找黑洞，但由于設備靈敏度、數據處理等各種問題就沒有發現任何黑洞。到了今天，我們的設備發展到可以使我們在有效的時間內監測大量恒星運動，這個設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。 ” 　　

       據了解，下一步，中國團隊還將開展“黑洞獵手”計劃，未來五年內有望在更廣闊的天區發現并測量近百個黑洞，并描畫出一幅“黑洞群像圖”。