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中國天文學家發現迄今最大的恆星級黑洞

2019-11-29    作者:記者 董瑞豐   來源:新華社   VIEW:

LB-1的艺术想象图

 LB-1的藝術想象圖。 新華社發(喻京川 繪)

北京時間2019年11月28日凌晨,國際科學期刊《自然》發布了中國科學院國家天文臺劉繼峰、張昊彤研究團隊的一項重大發現。

依託中國自主研製的國家重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡(LAMOST),研究團隊發現了一個迄今為止質量最大的恆星級黑洞,並提供了一種利用LAMOST巡天優勢尋找黑洞的新方法。這顆70倍太陽質量的黑洞遠超理論預言的質量上限,顛覆了人們對恆星級黑洞形成的認知,有望推動恆星演化和黑洞形成理論的革新。

新華社北京11月28日電(記者 董瑞豐)中國科學院國家天文臺28日宣布,該臺研究團隊依託郭守敬望遠鏡(LAMOST)發現了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。

LB-1的艺术想象图,中心黑色的点表示黑洞

LB-1的藝術想象圖,中心黑色的點表示黑洞, 周圍紅色的圓盤代表截斷的吸積盤,右下藍色天體是伴星B型星。 新華社發(喻京川 繪)

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,在太陽金屬丰度下只能形成最大為25倍太陽質量的黑洞。

刘继峰在发布会上发布郭守敬望远镜(LAMOST)发现迄今最大恒星级黑洞科学成果

11月27日 中國科學院國家天文臺副臺長、研究員、論文第一作者劉繼峰在發布會上發布郭守敬望遠鏡(LAMOST)發現迄今最大恆星級黑洞科學成果。 新華社發

2016年秋季開始,國家天文臺劉繼峰、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」做著週期性運動。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。

LB-1和引力波并合事件、X射线方法发现的黑洞的质量分布

LB-1和引力波併合事件、X射線方法發現的黑洞的質量分布。 新華社發

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」。藉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。

美國雷射干涉引力波天文臺(LIGO)臺長大衛·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。

刘继峰

11月27日,中國科學院國家天文臺副臺長、研究員、論文第一作者劉繼峰在發布會上發布郭守敬望遠鏡(LAMOST)發現迄今最大恆星級黑洞科學成果。 新華社發

該研究成果28日已在國際知名學術期刊《自然》上發表。

中国天文学家发现迄今最大的恒星级黑洞

11月27日,論文作者:中國科學院國家天文臺副臺長、研究員劉繼峰(右一)和中國科學院國家天文臺研究員、中國科學院大學教授陸由俊,中國科學院大學教授Roberto Soria,南京大學天文與空間科學學院院長、教授李嚮東,中國科學院國家天文臺研究員、論文通訊作者張昊彤(從左到右)在發布會上回答提問。 新華社發

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