“事實有時候比小說更奇妙，黑洞最能真實地體現(xiàn)這一點，它比科幻作家想象的任何東西都更奇妙”。霍金在其最后的著作《十問》中這樣寫道。
今天凌晨，國際科學期刊《自然》發(fā)布了中國科學院國家天文臺劉繼峰、張昊彤研究團隊的一項重大發(fā)現(xiàn)：依托我國自主研制的國家重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡（LAMOST），研究團隊發(fā)現(xiàn)了一顆迄今為止質(zhì)量最大的恒星級黑洞，并提供了一種利用LAMOST巡天優(yōu)勢尋找黑洞的新方法。
這顆70倍太陽質(zhì)量的黑洞突破了目前有關理論預言的質(zhì)量上限，顛覆了人們對恒星級黑洞形成的認知，有望推動恒星演化和黑洞形成理論的革新。
1915年愛因斯坦提出廣義相對論，德國物理學家卡爾·史瓦西推導出了愛因斯坦場方程式的一個精確解，預言了黑洞的存在。
2015年，首次探測到的引力波為黑洞的存在提供了更為具體的證據(jù)，2019年，天文學家歷時10年利用四大洲八個觀測點捕獲了黑洞的視覺證據(jù)——首張黑洞“芳容”，讓這個曾經(jīng)“看不見摸不著”的詭異天體有了一絲親和力。
本身不發(fā)光，具有超強吸引力，任何從其身邊經(jīng)過的物質(zhì)，就連速度最快的光也無法逃離，黑洞，是個名副其實的宇宙真空“吸光器”。
不僅如此，它的密度也是出奇地大。有多大？把10倍于太陽質(zhì)量的恒星壓縮到直徑為北京六環(huán)大小的球體中，這樣的密度就相當于黑洞的密度。
根據(jù)黑洞質(zhì)量的不同，天文學家將黑洞大致分為恒星級黑洞（100倍太陽質(zhì)量以下）、中等質(zhì)量黑洞（100－10萬倍太陽質(zhì)量）和超大質(zhì)量黑洞（10萬倍太陽質(zhì)量以上）。
一顆恒星演化到最后如果剩下的質(zhì)量太多（大于3倍太陽質(zhì)量），多到既不能形成白矮星，也不能成為中子星，一旦進入死亡階段，就沒有任何力量可以阻止這顆恒星在終極引力的作用下持續(xù)塌縮，最終形成致密的黑洞。
神秘又有趣，若龍潛深淵隱藏爪牙，潛行于宇宙星海中。黑洞本身不發(fā)光，天文學家又如何在茫茫宇宙中尋找到它們呢？
奈何它們身邊的小伙伴們實在是太高調(diào)，周邊吸積盤或者伴星都表現(xiàn)出異樣的“氣場”。如果黑洞與一顆正常恒星組成一個密近雙星系統(tǒng)，黑洞就會露出猙獰的爪牙，以強大的“胃口”直接把恒星伴星上的氣體物質(zhì)吸過來，形成吸積盤，發(fā)出明亮的X射線光。
這些X射線光如同這些物質(zhì)被黑洞吞噬前的“回光返照”，就是這一“照”成為天文學家過去這些年追尋黑洞蹤跡的強有力線索。
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(fā)現(xiàn)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(fā)出的X射線倍太陽質(zhì)量的黑洞。
找到新的方法，發(fā)現(xiàn)數(shù)量巨大、沒有X射線輻射的黑洞，成了天文學界近年來研究的熱點和難點。
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(jiān)測了一個小天區(qū)內(nèi)3000多顆恒星。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在一個X射線輻射寧靜的雙星系統(tǒng)（LB－1）中，一顆8倍太陽質(zhì)量的藍色恒星，圍繞一個“看不見的天體”做著周期性運動。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。
研究人員隨即進行了“確認”：他們通過西班牙10.4米口徑加納利大望遠鏡和美國10米口徑凱克望遠鏡，進一步確認了LB－1的光譜性質(zhì)，計算出該黑洞的質(zhì)量大約是太陽的70倍。
值得一提的是，在兩年之久的監(jiān)測時間里，LAMOST共為這項研究做了26次觀測，累積曝光時間約40個小時。
劉繼峰表示，如果利用一架普通四米口徑望遠鏡來尋找這樣一顆黑洞，同樣的幾率下，則需要40年的時間——這充分體現(xiàn)出LAMOST超高的觀測效率。
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(zhì)量的黑洞。
美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）從2015年起，通過探測引力波的方法發(fā)現(xiàn)了數(shù)十倍太陽質(zhì)量的黑洞；
2017年，雷納·韋斯、基普·索恩和巴里·巴里什因在LIGO的建造和引力波探測方面的貢獻被授予諾貝爾物理學獎。
LIGO臺長大衛(wèi)·雷茨評論，“在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)70倍太陽質(zhì)量的黑洞，將迫使天文學家改寫恒星級黑洞的形成模型。這一非凡的成果，將與過去四年里美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）及歐洲室女座引力波天文臺（Virgo）探測到的雙黑洞并合事件一起，推動黑洞天體物理研究的復興”。
接下來，利用LAMOST極高的觀測效率，天文學家有望發(fā)現(xiàn)一大批“深藏不露”的黑洞，開創(chuàng)批量發(fā)現(xiàn)黑洞的新紀元。
這項工作是基于LAMOST（中國興?。?、加納利大望遠鏡（西班牙加納利群島）、凱克望遠鏡（美國夏威夷）和錢德拉X射線天文臺（美國）的觀測數(shù)據(jù)完成的。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。返回搜狐，查看更多
