我国天文学家捕获“黑洞之王”，质量最大！大约是太阳的70倍

北京时间昨天凌晨，国际科学期刊《自然》发布了中国科学院国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队的一项重大发现。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，研究团队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，有望推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。

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。恒星级黑洞是由大质量恒星死亡形成的。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射线来识别的、质量均小于20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，国家天文台领导的研究团队利用位于河北兴隆的郭守敬望远镜开展双星课题研究，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。

在两年之久的监测时间里，我国的郭守敬望远镜共为这项研究做了26次观测，累积曝光时间约40个小时。刘继峰表示，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——这充分体现出郭守敬望远镜超高的观测效率。

美国激光干涉引力波天文台从2015年起，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·巴里什因在美国激光干涉引力波天文台的建造和引力波探测方面的贡献被授予诺贝尔物理学奖。美国激光干涉引力波天文台台长大卫·雷茨评论表示，在银河系内发现70倍太阳质量的黑洞，将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及欧洲室女座引力波天文台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。接下来，利用郭守敬望远镜极高的观测效率，天文学家有望发现一大批“深藏不露”的黑洞,开创批量发现黑洞的新纪元。

链接郭守敬望远镜

位于中科院国家天文台兴隆观测站，是中科院国家天文台的国家重大科技基础设施，为一架视场为5度横卧于南北方向的中星仪式反射施密特望远镜。它于2008年10月落成，并在2009年6月顺利通过国家验收，之后被命名为 “郭守敬望远镜”。它是世界上光谱获取率最高的望远镜，使我国天文学在大规模光学光谱观测、大视场天文学研究上，居于国际领先的地位。