中国发现迄今最大黑洞！有何意义？

11月28日，国际科学杂志《自然》(Nature)发表了迄今为止在中国发现的最大的恒星级黑洞之一，并提供了一种利用拉莫斯特优势发现黑洞的新方法。那么，中国是如何发现迄今为止最大的黑洞的呢?这个发现的意义是什么?

黑洞的想象力

1.中国发现迄今为止最大的黑洞

北京时间2019年11月28日凌晨，国际科学杂志《自然》在中国科学院国家天文台发表了刘继峰和张伟的主要研究成果。迄今为止，最大的恒星级黑洞之一已经被发现，这是一种利用拉莫斯特优势发现黑洞的新方法。70倍太阳质量的黑洞远远超过理论预测的上限，颠覆了人们对恒星水平黑洞形成的认知，并有望彻底改变恒星演化和黑洞形成的理论。

2. 中国是如何发现最大黑洞的?

黑洞是一种本身不发光的神秘物体。任何物质，包括光，都可以逃脱它。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。其中，恒星水平的黑洞是由大质量恒星死亡形成的，是宇宙的“居民”。

理论预测,有数亿星级在银河系的黑洞,但到目前为止,天文学家们发现只有20星级在银河系黑洞——所有这些都被x射线气体的黑洞的吸积伴星,所有这些都不到太阳质量的20倍。

寻找新的方法，在没有x射线辐射的情况下发现大量黑洞，是近年来天文学研究的热点和难点问题。

从2016年秋天开始，由国家天文台领导的一个团队使用LAMOST进行了一项两星研究，在两年的时间里监测了一个小太阳区域内的3000多颗恒星。人们发现，在一个x射线辐射的平静的双星系统(LB-1)中，一颗质量是太阳的8倍的蓝色恒星围绕着一个“看不见的物体”做周期性运动。不寻常的光谱特征表明，这个“看不见的物体”极有可能是一个黑洞。

研究人员随后“确认”:他们通过西班牙10.4米的加纳利大型望远镜和美国10米的凯克望远镜进一步确认了LB-1的光谱特性，计算出黑洞的质量大约是太阳的70倍。

值得注意的是，在两年的监测期间，LAMOST为这项研究做了26次观察，累计暴露时间约为40小时。刘表示，用一台普通的4米望远镜寻找这样一个黑洞需要40年时间，这将反映出拉莫斯特的高观测效率。

这个发现的意义是什么?

目前的恒星演化理论预测，在太阳的金属丰度可以形成质量为太阳25倍的黑洞。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”。

美国激光干涉引力波天文台(LIGO)发现了黑洞的数十倍于太阳质量的通过探测引力波自2015年以来,在2017年,雷内·维斯,Kip Thorne和巴里·巴里斯被授予诺贝尔物理学奖的贡献LIGO的建设和重力波检测。

“在银河系中发现一个70倍太阳质量的黑洞将迫使天文学家重写恒星级别黑洞的模型，”LIGO的主任DAVID REITZ评论道。这一非凡的成就，加上美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲室女座天文台在过去四年中探测到的双黑洞的汇合，将有助于恢复黑洞的天体物理学研究。”

接下来，利用LAMOST极其高效的观测效率，天文学家有望发现大量“隐藏的”黑洞，从而开启一个大规模发现黑洞的新时代。

这项工作是基于LAMOST(中国兴隆)、加纳利大型望远镜(西班牙加纳利群岛)、凯克望远镜(美国夏威夷)和钱德拉x射线天文台(美国)的观测结果。这项研究包括来自中国、美国、西班牙、澳大利亚、意大利、波兰和荷兰28个国家的55名作者。