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中国天文学家利用LAMOST发现迄今最大的恒星级黑洞

  • 作者: admin
  • 来源: 快3邀请码
  • 发表于 2019-11-29 15:23
  • 被阅读141次
  •   LB⑴的艺术想象图 (喻京川绘)中科院国家天文台/供图

      中新网北京11月28日电 (记者 孙自法)北京时间2019年11月28日清晨,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1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1颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞,并提供了1种利用LAMOST巡天优势寻觅黑洞的新方法。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构成的认知,有望推动恒星演变和黑洞构成理论的革新。

      黑洞是1种本身不发光的神秘天体。任何物资,包括光也没法从它身旁逃离。根据质量的不同,黑洞1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构成的,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射线来辨认的、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,成了天文学界最近几年来研究的热门和难点。

      LB⑴和引力波并合事件、X射线方法发现的黑洞的质量散布 。中科院国家天文台/供图

      2016年秋季开始,国家天文台领导的研究团队利用LAMOST展开双星课题研究,用时两年监测了1个小天区内3000多颗恒星。结果发现,在1个X射线辐射宁静的双星系统(LB⑴)中,1颗8倍太阳质量的蓝色恒星,围绕1个“看不见的天体”做着周期性运动。不同寻常的光谱特点表明,那个“看不见的天体”极有多是1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1步确认了LB⑴的光谱性质,计算出该黑洞的质量大约是太阳的70倍。值得1提的是,在两年之久的监测时间里,LAMOST共为这项研究做了26次观测,积累暴光时间约40个小时。刘继峰表示,如果利用1架普通4米口径望远镜来寻觅这样1颗黑洞,一样的概率下,则需要40年的时间——这充分体现出LAMOST超高的观测效力。

      目前恒星演变理论预言在太阳金属丰度下只能构成最大为25倍太阳质量的黑洞。这颗新发现黑洞的质量已进入了现有恒星演变理论的“禁区”。美国激光干涉引力波天文台(LIGO)从2015年起,通过探测引力波的方法发现了数10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LIGO的建造和引力波探测方面的贡献被授与诺贝尔物理学奖。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构成模型。这1非凡的成果,将与过去4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1起,推动黑洞天体物理研究的复兴”。接下来,利用LAMOST极高的观测效力,天文学家有望发现1大批“深藏不露”的黑洞,首创批量发现黑洞的新纪元。

      这项工作是基于LAMOST(中国兴盛)、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28家单位。(完)

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