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中国国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队发现迄今为止质量最大的恒星级黑洞 ...

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中国国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队发现迄今为止质量最大的恒星级黑洞 ...

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L-1的艺术想象(于京川画)
B-1和引力波合并事件，用X射线方法发现黑洞的质量分布 。
据东网报道:中国科学院国家天文台和张研究团队近日发现了一个迄今为止质量最大的恒星黑洞，其质量是太阳的70倍，超过了理论预测的质量极限，颠覆了人们对恒星黑洞形成的传统认知 。这一发现发表在周四(28日)的国际科学杂志《自然》上 。
自2016年以来，该研究小组利用中国自制的郭守敬望远镜在哮天地区监测了3000多颗恒星 。其中，在一个有安静X射线辐射的双星系统中，发现了一颗质量是太阳8倍的蓝星，它周期性地围绕一个“看不见的”天体运动 。由于其不同寻常的光谱特征，最终被确认为黑洞 。
研究小组计算出黑洞的质量是太阳的70倍 。指出在目前的恒星演化模型中，在太阳金属丰度下，只允许形成最大质量为太阳25倍的黑洞 。这一新发展进入了现有恒星演化理论的“禁区”，改写了人类对黑洞形成模型的认知 。
相关报道:天文学家利用LAMOST发现迄今最大的恒星黑洞
据中科院国家天文台消息:北京时间2019年11月28日凌晨，国际科学杂志《自然》发表了中科院国家天文台和张研究团队取得的一项重大发现 。依托我国自主研发的国家重大科技基础设施——郭守敬望远镜(LAMOST)，研究团队发现了迄今为止质量最大的恒星级黑洞，并利用LAMOST的巡天优势，提供了寻找黑洞的新方法 。这个质量是太阳70倍的黑洞，远超理论预测的质量极限，颠覆了人们对恒星黑洞形成的认知，有望推动恒星演化和黑洞形成理论的创新 。
黑洞是不发光的神秘天体 。任何物质，包括光，都无法从中逃脱 。根据质量的不同，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，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” 。理论上，银河系中有数亿个恒星级黑洞，但迄今为止，天文学家仅在银河系中发现了约20个恒星级黑洞——它们都是通过黑洞吸积伴星气体发出的X射线来识别的，而且它们的质量都小于太阳的20倍 。
寻找一种新的方法，在没有X射线辐射的情况下发现大量黑洞，成为近年来天文学研究的热点和难点 。
从2016年秋开始，国家天文台领导的研究团队利用LAMOST开展双星研究，历时两年，在一个哮天地区监测了3000多颗恒星 。发现在一个有安静X射线辐射的双星系统(LB-1)中，一颗8倍太阳质量的蓝星围绕一个“看不见的天体”做周期性运动 。不寻常的光谱特征表明，“看不见的天体”极有可能是黑洞 。研究人员随即“证实”:他们通过西班牙的10.4米加那利望远镜和美国的10米凯克望远镜进一步证实了LB-1的光谱特性，计算出黑洞的质量约为太阳的70倍 。值得一提的是，LAMOST在两年的监测期内，为这项研究做了26次观测，累计曝光时间约40小时 。刘继峰说，如果用一个普通的四米望远镜来发现这样一个黑洞，在同样的概率下需要40年——这充分展示了LAMOST超高的观测效率 。
目前恒星演化理论预测，在太阳金属丰度下，只能形成最大质量为太阳25倍的黑洞 。这个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” 。2015年以来，美国激光干涉引力波天文台(LIGO)通过探测引力波发现了几十倍于太阳质量的黑洞；2017年，雷纳·韦斯、基普·索恩和巴里·巴里什因其对LIGO建设和引力波探测的贡献而被授予诺贝尔物理学奖 。LIGO导演大卫·雷评论道，“在银河系中发现一个质量是太阳70倍的黑洞，将迫使天文学家重写恒星级黑洞的形成模型 。这一非凡的成就将与美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲处女座引力波天文台(处女座)在过去四年中探测到的双黑洞合并一起，推动黑洞天体物理研究的复兴 。”接下来，利用LAMOST极高的观测效率，天文学家有望发现大量“隐藏”的黑洞，开创大规模发现黑洞的新时代 。
本工作基于LAMOST(中国兴隆)、Canary望远镜(西班牙加那利群岛)、Keck望远镜(美国夏威夷)和Chandra X射线天文台(美国)的观测数据 。这项研究包括来自7个国家28个单位的55位作者，包括中国、美国、西班牙、澳大利亚、意大利、波兰和荷兰 。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-019-1766-2.
相关报道:美国国家天文台宣布发现一个“不可能”的黑洞，其质量是太阳的68倍
论文称:15000光年外，有一个理论上“不可能”的黑洞 。
11月28日，中国科学院国家天文台宣布利用郭守敬望远镜发现了一个68倍太阳质量的恒星黑洞，打破了此前的望远镜探测记录 。

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