2019-11-29・旺報-綜合報導

陸天文學家 發現最大恆星級黑洞

28日凌晨，國際科學期刊《自然》發布了中國科學院國家天文台劉繼峰、張昊彤研究團隊的一項重大發現。依託大陸自主研製的國家重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡（LAMOST），研究團隊發現了一顆迄今為止質量最大的恆星級黑洞，並提供了一種利用LAMOST巡天優勢尋找黑洞的新方法。
這顆70倍太陽質量的黑洞，遠遠超過理論預言的質量上限，顛覆了人們對恆星級黑洞形成的認知，有望推動恆星演化和黑洞形成理論的革新。

歷時兩年 監測3千顆恆星

黑洞是一種本身不發光的神祕天體。任何物質，包括光也無法從它身邊逃離。根據質量的不同，黑洞一般分為恆星級黑洞、中等質量黑洞和超大質量黑洞。其中，恆星級黑洞是由大質量恆星死亡形成的，是宇宙中廣泛存在的「居民」。理論預言銀河系中有上億顆恆星級黑洞，但迄今為止，天文學家僅在銀河系發現了約20顆恆星級黑洞，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、質量均小於20倍太陽質量的黑洞。於是，找到新的方法，發現數量巨大、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，大陸國家天文台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多顆恆星。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倍太陽質量的藍色恆星，圍繞一個「看不見的天體」做週期性運動。不同尋常的光譜特徵顯示，那個「看不見的天體」極有可能是一顆黑洞。

LAMOST望遠鏡 觀測神器

研究人員隨即進行了「確認」：他們通過西班牙10.4米口徑迦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，計算出該黑洞的質量大約是太陽的70倍。值得一提的是，在兩年之久的監測時間裡，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，同樣的機率下，則需要40年的時間──這充分體現出LAMOST超高的觀測效率。
目前恆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。這顆新發現黑洞的質量已經進入了現有恆星演化理論的「禁區」。美國雷射干涉引力波天文台（LIGO）從2015年起，通過探測引力波的方法發現了數十倍太陽質量的黑洞。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。
這項工作是基於LAMOST（中國興隆）、迦納利大望遠鏡（西班牙迦納利群島）、凱克望遠鏡（美國夏威夷）和錢德拉X射線天文台（美國）的觀測資料完成的。本研究共包括55位作者，來自大陸、美國、西班牙、澳洲、義大利、波蘭和荷蘭7個國家28個單位。（記者／李鋅銅）

小靈通 郭守敬望遠鏡
是大陸在國家天文台興隆觀測站的一種大型天文望遠鏡，位於河北省承德市境內，原名為大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡（Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope，LAMOST）。LAMOST和傳統天文望遠鏡的不同之處是，它可以對較大的天區範圍（20平方度）內的4000個目標的光譜進行長時間的跟蹤積分記錄（積分時間可至1.5小時），在1.5小時曝光時間內以1奈米的光譜解析度可以觀測到20.5等的暗弱天體的光譜。2010年4月17日被正式冠名為「郭守敬望遠鏡」。（李鋅銅）