LB-1 中国天文学家依托郭守敬望远镜在双星系统中发现迄今最大恒星级黑洞 ...( 二 )


北京时间11月28日凌晨,国际学术期刊《自然》(Nature)在线发表了这一成果的论文 。
黑洞是一种本身不发光的神秘天体,任何物质,包括光也无法从它身边逃离 。根据质量的不同,黑洞一般分为恒星级黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞 。这其中,恒星级黑洞是由大质量恒星死亡形成的,是宇宙中广泛存在的“居民” 。理论预言银河系中有上亿颗恒星级黑洞,但迄今为止,天文学家仅在银河系发现了约20颗恒星级黑洞——而且都是通过黑洞吸积伴星气体所发出的X射线来识别的、质量均小于20倍太阳质量的黑洞 。
找到新的方法,发现数量巨大、没有X射线辐射的黑洞,成了天文学界近年来研究的热点和难点 。
2016年秋季开始,中科院国家天文台领导的研究团队利用LAMOST开展双星课题研究,历时两年监测了一个小天区内3000多颗恒星 。结果发现,在一个X射线辐射宁静的双星系统(LB-1)中,一颗8倍太阳质量的蓝色恒星,围绕一个“看不见的天体”做着周期性运动 。不同寻常的光谱特征表明,那个“看不见的天体”极有可能是一颗黑洞 。
研究人员随即进行了“确认”:他们通过西班牙10.4米口径加纳利大望远镜和美国10米口径凯克望远镜,进一步确认了LB-1的光谱性质,计算出该黑洞的质量大约是太阳的70倍 。
值得一提的是,在两年之久的监测时间里,LAMOST共为这项研究做了26次观测,累积曝光时间约40个小时 。刘继峰说,如果利用一架普通四米口径望远镜来寻找这样一颗黑洞,同样的几率下,则需要40年的时间——这充分体现出LAMOST超高的观测效率 。
从2015年起,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)通过探测引力波的方法发现了数十倍太阳质量的黑洞;2017年,雷纳·韦斯、基普·索恩和巴里·巴里什因在LIGO的建造和引力波探测方面的贡献被授予诺贝尔物理学奖 。
LIGO台长大卫·雷茨对如今这一最新成果评论道:“在银河系内发现70倍太阳质量的黑洞,将迫使天文学家改写恒星级黑洞的形成模型 。这一非凡的成果,将与过去四年里美国激光干涉引力波天文台(LIGO)及欧洲室女座引力波天文台(Virgo)探测到的双黑洞并合事件一起,推动黑洞天体物理研究的复兴 。”
据刘继峰研究团队介绍,目前恒星演化模型只允许在太阳金属丰度下,形成最大为25倍太阳质量的黑洞,而这颗新发现黑洞的质量,已经进入了现有恒星演化理论的“禁区” 。接下来,利用LAMOST极高的观测效率,天文学家有望再发现一大批深藏不露的“平静态”黑洞,开创黑洞批量发现的新纪元 。
相关报道:我国天文学家发现迄今最大的恒星级黑洞
据国际在线:依托我国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST),中国科学院国家天文台研究团队发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞,并提供了一种利用LAMOST巡天优势寻找黑洞的新方法 。这颗70倍太阳质量的黑洞远超理论预言的质量上限,颠覆了人们对恒星级黑洞形成的认知,有望推动恒星演化和黑洞形成理论的革新 。这一成果28日在国际权威学术期刊《自然》发表 。
黑洞是一种本身不发光、密度非常大的神秘天体 。它具有超强吸引力,任何物质,包括速度最快的光也无法从它身边逃离 。根据质量的不同,黑洞一般分为恒星级黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞 。这其中,恒星级黑洞是由大质量恒星死亡形成的,是宇宙中广泛存在的“居民” 。理论预言银河系中有上亿颗恒星级黑洞,但迄今为止,天文学家仅在银河系发现了约20颗恒星级黑洞——而且都是通过黑洞吸积伴星气体所发出的X射线来识别的,质量均小于20个太阳质量的黑洞 。找到新的方法,发现数量巨大、没有X射线辐射的黑洞,成了天文学界近年来研究的热点和难点 。
2016年秋季开始,以国家天文台为首的研究团队利用LAMOST开展双星课题研究,历时两年半监测了一个小天区内3000多颗恒星 。结果发现,在一个X射线辐射宁静的双星系统(LB-1)中,一颗质量是太阳八倍的蓝色恒星,围绕“一个看不见”的天体做着周期性运动 。不同寻常的光谱特征表明,那个“看不见的天体”极有可能是一颗黑洞 。研究人员随即进行了“确认”:他们通过西班牙10.4米加纳利大望远镜和美国10米凯克望远镜,进一步确认了LB-1的光谱性质,计算出该黑洞的质量是太阳的70倍 。
目前恒星演化模型只允许在太阳金属丰度下形成最大为25倍太阳质量的黑洞 。这颗新发现黑洞的质量已经进入了现有恒星演化理论的“禁区” 。美国激光干涉引力波天文台(LIGO)台长大卫·雷茨评论,“在银河系内发现70倍太阳质量的黑洞,将迫使天文学家改写恒星级黑洞的形成模型 。这一非凡的成果,将与过去四年里美国激光干涉引力波天文台(LIGO)及欧洲室女座引力波天文台(Virgo)探测到的双黑洞并合事件一起,推动黑洞天体物理研究的复兴” 。

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