太阳的其质量_ 我国天文学家发现迄今最大、70倍太阳质量的恒星级黑洞，远超理论预言的质量上限

摘要:这一新发现的黑洞质量已经列入现有恒星演化理论的“禁区”

据解放日报上观新闻记者报道，北京时间2019年11月28日凌晨，国际科学期刊《自然》发表了中国科学院国家天文台刘继峰、张惠顿研究小组的重大发现。 据中国自主研发的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜( LAMOST )介绍，研究小组发现了迄今品质最高的恒星级黑洞，为利用LAMOST巡天优势寻找黑洞提供了新方法。 这70倍太阳质量的黑洞远远超过理论预言的质量上限，有望提高人们对星级黑洞形成的认识，推动恒星演化和黑洞形成理论创新。

黑洞本身就是发光的神秘天体。 任何物质，包括光都逃不出它的身边。 根据质量，黑洞一般分为恒星级黑洞、中质量黑洞和超质量黑洞。 其中，恒星级黑洞是由质量大的恒星死亡而形成，广泛存在于宇宙中的“居民”。 理论预测在银河系中有数亿个星级黑洞，至今天文学家仅在银河系就发现了约20个星级黑洞。 而且黑洞是通过吸收星气产生的x射线来识别的，质量都是太阳质量的20倍以下的黑洞。

找到了新的方法，发现了巨大的无x射线辐射的黑洞，成为天文学界近年来研究的热点和难点。

LB-1的艺术形象图(比喻性的京川绘)。

从2016年秋天开始，国家天文台领导的研究小组利用LAMOST开展双星课题研究，每两年监测一个小天区内3000多颗恒星。 结果显示，在x射线放射的安静双星系统( LB-1)中，太阳质量的8倍的蓝色恒星围绕着“隐形天体”进行周期性运动。 罕见的光谱特征表明，这种“隐形天体”很可能是黑洞。 研究人员立即进行了“确认”。 西班牙的10.4米口径卡纳望远镜和美国的10米口径凯克望远镜，进一步确认了LB-1的光谱特性，计算出这个黑洞的质量是太阳的约70倍。 值得注意的是，在两年长的监视时间内，LAMOST为此研究进行了26次观测，累计曝光时间约为40小时。 刘继峰表示，用普通口径的望远镜寻找这样的黑洞，同样的概率足以表现出需要40年时间的LAMOST的超高观测效率。

LB-1和重力波合并的事件，x射线法发现的黑洞的质量分布。

目前恒星演化理论预言在太阳金属的存在度下，只能形成太阳质量最大25倍的黑洞。 这一新发现的黑洞质量已经进入现有恒星演化理论的“禁区”。 美国激光干涉重力波天文台( LIGO )从2015年开始，用探测重力波的方法发现了数十倍的太阳质量的黑洞，2017年，雷纳韦斯、基普森、巴厘岛为LIGO的建设和重力波探测做出了贡献，获得了诺贝尔物理学奖。 LIGO台湾长大卫·莱兹表示:“如果在银河系内发现了太阳质量的70倍的黑洞，天文学家就不得不改写恒星级黑洞的形成模式。 这一伟大的成就将与过去四年美国激光干涉重力波天文台( LIGO )和欧洲处女座重力波天文台( Virgo )检测出的双黑洞合并事件一起，推进黑洞天体物理研究的复兴。 其次，利用LAMOST极高的观测效率，天文学家有望开辟出许多“隐藏”的黑洞，大量发现黑洞的新纪元。

这项工作是根据LAMOST (中国兴盛)、加拿大望远镜(西班牙加纳群岛)、凯克望远镜(美国夏威夷)、钱德拉x射线天文台(美国)的观测数据进行的。 本研究包括来自中国、美国、西班牙、澳大利亚、意大利、波兰、荷兰7个国家的28个团体的55名作者。

论文链接: https://www.nature.com/articles/s 41586-019-1766-2

专栏主编:黄海华 文字编辑:黄海华 标题图的来源:视觉中国的概念图 摄影编辑:朱琼 正文图由作者提供