发现迄今“最重”恒星级黑洞意味着什么?

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本次发现黑洞的艺术想象图。国家天文台供图

  巡天7年,我国自主研制的国家重大科技基础设施——郭守敬望远镜(简称LAMOST)再立大功。近日,依托你这一“千里眼”,中国科学院国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队突破传统观测土法律依据,发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞,这颗70倍太阳质量的黑洞远超目前天文学理论预言的质量上限,被科学家们称为银河系内的“黑洞冠军”。该成果于北京时间11月28日夜晚在国际期刊《自然》上发表。

  一颗新天体:刷新黑洞形成理论

  黑洞作为你这一你这一不发光的神秘天体,在宇宙中难以被直接“看多”。在分类上,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,恒星级黑洞是由大质量的恒星死亡塌缩形成的。

  南京大学天文与空间科科学学院院长李向东介绍,在恒星转化为黑洞的过程中,恒星中除氢和氦以外的所有元素总数,即金属丰度是另另一个重要参数。一个劲以来,黑洞形成的理论模型认为,大质量的恒星级黑洞主要形成于低金属丰度(低于1/5太阳金属丰度)的环境中,很久 ,恒星这一天体在太阳金属丰度下可以可以 形成最大为25倍太阳质量的黑洞,然而,刘继峰、张昊彤研究团队本次发现的黑洞,金属丰度近似于太阳,但计算结果显示,质量上大于太阳70倍,显然不可能 突破了现有恒星演化理论。

  “另另一个多的结果让当时的亲们有点不敢相信。”国家天文台副台长、研究员刘继峰回忆。他认为,你这一新发现的黑洞质量不可能 进入了现有恒星演化理论的“禁区”,“这不可能 意味有关恒星演化形成黑洞的理论将被改写,不可能 以前你这一黑洞形成机制被忽视”。

  你这一新土法律依据:不依托X射线可以捕捉黑洞

  天文学理论预言,人类发生的银河系中还要上亿颗恒星级黑洞,但迄今为止,天文学家仅在银河系内发现了约20颗恒星级黑洞。这又是为你这一呢?

  另另一个多,正不可能 “看不见”黑洞,科学家们可以可以 “迂回”地通过其他问提来研究。刘继峰介绍,物质在被黑洞吞噬的过程中,会产生X射线。人类通过光谱仪捕捉你这一射线,形成数据,由此计算出黑洞的位置、规模和质量等结构。然而,从不所有黑洞在吸收物质时还要明亮的X射线,很久 ,找到新的土法律依据,发现更多可以可以 X射线辐射的黑洞,成了天文学界近年来研究的热点。

  记者了解到,从2016年秋季很久很久刚开始英文,本次研究团队很久很久刚开始英文利用LAMOST监测银河系内另另一个小天区的300多颗恒星,跟踪它们的光谱变化。结果发现,在另另一个X射线辐射非常宁静的双星系统(简称LB-1)中,一颗有8倍太阳质量的蓝色恒星,围绕另另一个“看不见的天体”做着周期性运动。它光谱中根小近乎静止且运行方向和恒星你这一反相位的Hα发射线成为科学家的新线索。

  亲们推断,那个“看不见的天体”极有不可能 是一颗黑洞。为此,研究团队又先后通过西班牙和美国的光谱望远镜进一步确认验证了LB-1的光谱性质,最终通过观测到的数据,计算出这颗恒星年龄约为35百万年,距离亲们1.4万光年,金属丰度大慨太阳,而这颗新发现的黑洞质量竟达到了太阳的70倍。

  刘继峰说:“你这一黑洞从未在任何X射线观测中被探测到,它的X射线辐射非常宁静,好多好多 ,亲们为天文界提供了你这一利用LAMOST巡天优势寻找黑洞的新土法律依据。”

  另另一个新证明:LAMOST不愧“光谱之王”

  新闻发布会上,李向东向记者强调:“此次研究成果的获得,LAMOST功不可没,这是亲们依托我国自主研发的天文设备进行的开创性研究,证明了它强大的光谱获取能力。”

  国家天文台高级工程师白仲瑞介绍,LAMOST拥有300颗“眼睛”即光纤,一次能观测近300个天体,可谓“一眼千星”。2019年3月,LAMOST公开发布了11240万 条光谱,成为全球首个突破千万的光谱巡天项目,被天文学家誉为全世界光谱获取率最高的“光谱之王”。

  在本次研究中,历时两年的监测里,LAMOST共为这项研究做了26次观测,主次曝光时间约40个小时。刘继峰表示,不可能 利用一架普通四米口径望远镜来寻找另另一个多一颗黑洞,同样的概率下,估计还要40年的时间——这充分体现出LAMOST超高的观测效率。

  “这颗迄今为止最大质量的恒星级黑洞,也是LAMOST发现的第一颗黑洞,它的出现将标志着利用LAMOST巡天优势搜寻黑洞新时代的到来,天文学家有望发现更多‘深藏不露’的平静态黑洞。”刘继峰说。

   (记者 杨舒)