重磅!中国天文学家发现迄今最大恒星级黑洞

作者:澳门赌场  来源:澳门福彩  时间:2020-11-13 21:11  点击:

  中国青年报客户端北京11月28日电(中国青年报·中国青年网记者 邱晨辉)终于,天文学家发现了迄今为止质量最大的恒星级黑洞。今天,中国科学院国家天文台在北京发布了这个由该台刘继峰、张昊彤研究团队完成的重大发现,这一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)发现的黑洞,有70个太阳那么重,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。

  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。

  双星系统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,中国科学院国家天文台供图

  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。

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