LB-1和引力波并合事件、X射线方法发现的黑洞的质量分布
LB-1的艺术想象图 (喻京川绘)
中国国家天文台的研究团队利用郭守敬望远镜发现了迄今质量最大的恒星级黑洞。郭守敬望远镜是世界上光谱获取率最高的望远镜。摄影 陈颖为
国际在线报道（记者 魏宇晨）：中国科学院国家天文台最新宣布，其研究团队发现了一个迄今质量最大的恒星级黑洞。这个黑洞质量约为太阳７０倍，远超理论预言的质量上限，堪称“恒星级黑洞之王”。这一发现有望推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。该研究成果已于２８日在国际知名学术期刊《自然》上发表。
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。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，是国际天文学界近年来研究的热点和难点。
２０１６年秋季开始，中国国家天文台领导的研究团队利用郭守敬望远镜开展双星课题研究，发现在距离地球约１．４万光年的一个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。中国科学院国家天文台研究员刘继峰回忆说：“从２０１６年秋季开始，我们历时两年多对一个天区的３０００个天体进行２６次观测。在这里面我们找到了近三百个能看到视向速度周期性变化的双星，其中有一个星显得非常特别，它有Ｂ型星的吸收线，它在显著移动。””
中国研究团队随即通过西班牙１０．４米口径加纳利大望远镜的２１次观测、美国１０米口径凯克望远镜的７次高分辨率观测，确认了这个双星系统的光谱性质：
——Ｂ型星约为８倍太阳质量，距离地球１．４万光年；而那个“看不见的天体”质量约为太阳的７０倍。
这一研究成果２８日已在国际知名学术期刊《自然》上发表，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。
值得一提的是，中国重大科技基础设施“郭守敬望远镜（ＬＡＭＯＳＴ）”，在此次研究成果的发现中功不可没。它是世界上光谱获取率最高的望远镜，最突出的特点是看得广，又能看得深，一次观测可以获取３０００多个天体的光谱，开创了大规模光谱巡天的先河。与国际上同类型的巡天项目相比，无论在望远镜口径上还是观测效率上都有极大地飞跃。刘继峰说：“其实在上世纪６０、７０年代，人们就已经调集大量观测资源利用这种方法寻找黑洞，但由于设备灵敏度、数据处理等各种问题就没有发现任何黑洞。到了今天，我们的设备发展到可以使我们在有效的时间内监测大量恒星运动，这个设备就是我们自主研制的ＬＡＭＯＳＴ望远镜。它是世界上获取光谱最高的望远镜。 ”
据了解，下一步，中国团队还将开展“黑洞猎手”计划，未来五年内有望在更广阔的天区发现并测量近百个黑洞，并描画出一幅“黑洞群像图”。
