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70倍太陽質量黑洞發現 遠超理論預言上限

  28日,《自然》在線發布中國科學院國家天文臺劉繼峰、張昊彤研究團隊的成果:依托我國自主研制的郭守敬望遠鏡(LAMOST),發現了一顆迄今為止質量最大的恒星級黑洞,并提供了利用LAMOST巡天優勢尋找黑洞的新方法。

  這顆70倍太陽質量的黑洞遠超理論預言的質量上限,顛覆了相關認知,有望推動恒星演化和黑洞形成理論的革新。

  恒星級黑洞是大質量恒星死亡形成的,在宇宙中廣泛存在。理論預言銀河系中有上億顆恒星級黑洞,但迄今為止,天文學家僅在銀河系發現了約20顆恒星級黑洞——而且都是通過黑洞吸積伴星氣體所發出的X射線來識別的、質量均小于20倍太陽質量的黑洞。

  2016年秋季開始,國家天文臺領導的研究團隊利用LAMOST開展雙星課題研究,歷時兩年監測了一個小天區內3000多顆恒星。結果發現,在一個X射線輻射寧靜的雙星系統(LB-1)中,一顆8倍太陽質量的藍色恒星,圍繞一個看不見的天體做周期性運動。不同尋常的光譜特征表明,那個“看不見的天體”極有可能是一顆黑洞。利用加納利大望遠鏡和凱克望遠鏡,研究者確認了LB-1的黑洞質量大約是太陽的70倍。

  目前恒星演化理論預言,在太陽金屬豐度下只能形成最大為25倍太陽質量的黑洞。這顆新發現黑洞挑戰了該理論。接下來,利用LAMOST極高的觀測效率,天文學家有望發現一大批“深藏不露”的黑洞,開創批量發現黑洞的新紀元。

  本研究共包括55位作者,來自中國、美國、西班牙、澳大利亞、意大利、波蘭和荷蘭7個國家28家單位。

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