新浪科技新闻,北京时间11月28日,国际科学期刊自然今天发表了刘继峰和中国科学院国家天文台张浩通的重大发现。依托国家重大科技基础设施,我国自主开发的郭守景望远镜(LAMOST)研究团队,发现了迄今为止最大的恒星黑洞之一,为利用LAMOST天空测量的优势发现黑洞提供了一种新的方法。这70倍的太阳黑洞远远超过理论上界的预测,颠覆了恒星级黑洞形成的知觉,并有望促进恒星的演化和黑洞形成理论的创新。
黑洞是一个神秘的天体,不发光。任何事物,包括光,都无法逃脱。根据质量,黑洞一般分为恒星黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。其中,常恒星黑洞是由大质量恒星的死亡而形成的,是宇宙中广泛存在的常客。理论预测,银河系中有数亿颗恒星黑洞,但到目前为止,天文学家只在银河系中发现了大约20个恒星黑洞--所有这些黑洞都是由黑洞吸积发出的x射线和恒星气体发出的,而所有这些黑洞的质量都不到太阳的20倍。
寻找一种新的方法来寻找大量没有x射线辐射的黑洞已经成为近年来天文学领域的一个热点和难点。
从2016年秋季开始,由国家天文台领导的一个团队利用LAMOST进行了一个双星项目,该项目在过去两年中对一个小天空地区的3000多颗恒星进行了监测。结果表明,在x射线辐射平静的双星系统(lb-1)中,太阳质量为8倍的蓝色恒星周期性地围绕一个看不见的天体移动。不寻常的光谱特征表明看不见的天体很可能是黑洞。然后,研究人员证实了,他们进一步证实了lb-1的光谱性质通过10。西班牙的加那利望远镜4米,美国的凯克望远镜10米,并计算出黑洞的质量约为太阳的70倍。值得一提的是,在两年的时间里,LAMOST为这项研究做了26次观测,累计暴露时间约为40小时。刘继峰说,用普通的四米口径望远镜找到这样一个黑洞需要40年的时间--充分反映LAMOST观测的超高效率。
目前,恒星演化理论预测,只有最大太阳质量为太阳质量的25倍的黑洞才能在太阳金属丰度下形成。新发现的黑洞的质量已经进入了现有恒星演化理论的禁区。自2015年以来,(LIGO)激光干涉重力波观测台通过探测引力波,发现了太阳质量的数十倍;2017年,雷纳维斯、基普索恩和巴里·巴里什因其对LIGO和引力波探测的贡献而获得诺贝尔物理学奖。LIGO主任david reitz评论道:银河系中发现的黑洞质量是太阳质量的70倍,这将迫使天文学家改写恒星黑洞形成的模型。这一了不起的成就将有助于恢复黑洞天体物理学,以及美国激光干涉重力波观测台(LIGO)和欧洲室女座重力波观测台(室女座)在过去四年中探测到的双黑洞,以及美国激光干涉重力波观测台和欧洲室女座重力波观测站探测到的两个黑洞的合并事件。接下来,利用LAMOST极其有效的观测,天文学家将发现大量隐藏的黑洞,开启了黑洞大规模发现的新时代。
这项工作基于LAMOST(中国兴隆)、加那利望远镜(西班牙加那利群岛)、凯克望远镜(美利坚合众国夏威夷)和Chendra x射线观测站(美国)的观测数据,研究对象包括中国、美国、西班牙、澳大利亚、意大利、波兰和荷兰等7个国家28个单位的55名作者。