北京时间 2019 年 11 月 28 日凌晨，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（LAMOST），研究团队发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞，并提供了一种利用 LAMOST 巡天优势寻找黑洞的新方法。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、密度非常大的神秘天体。它具有超强吸引力，任何物质，包括速度最快的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。这其中，恒星级黑洞是由大质量恒星死亡形成的，是宇宙中广泛存在的 " 居民 "。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 个太阳质量的黑洞。

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，以国家天文台为首的研究团队利用 LAMOST 开展双星课题研究，历时两年半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，一颗质量是太阳八倍的蓝色恒星，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 米加纳利大望远镜和美国 10 米凯克望远镜，进一步确认了 LB-1 的光谱性质，计算出该黑洞的质量是太阳的 70 倍。值得一提的是，在两年半的监测时间里，LAMOST 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。

目前恒星演化模型只允许在太阳金属丰度下形成最大为 25 倍太阳质量的黑洞。这颗新发现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）台长大卫 · 雷茨评论，" 在银河系内发现 70 倍太阳质量的黑洞，将迫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（LIGO）及欧洲室女座引力波天文台（Virgo）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 LAMOST 极高的观测效率，天文学家有望再发现一大批深藏不露的 " 平静态 " 黑洞 , 开创黑洞批量发现的新纪元。

这项工作是基于 LAMOST（中国兴隆）、加纳利大望远镜（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）的观测数据完成的。本研究共包括 55 位作者，来自中国、美国、西班牙、澳大利亚、意大利、波兰和荷兰 7 个国家 29 家单位。

来源：人民日报客户端