揭秘迄今最大质量恒星级黑洞发现之旅

来源：中国科学院国家天文台

头条

数年来，我们一直想通过监测天体的运动来揭示看不见的黑洞的存在，那么从2016年秋天开始我们使用LAMOST对一个天区里面的三千个天体进行了一个监测，在里面发现了几百个视向速度周期性变化的分光双星。在我们估计那个看不见伴星的过程里面，我们发现了其中一个天体，它的质量可能大于6个太阳质量，因此可能是一个黑洞。

以前我们为了要找到黑洞需要有指示器，而这个指示器就是X射线，它要求是黑洞和伴星离得非常近，也就是说只有很少的一部分黑洞双星才满足这个条件。但是用LAMOST和视向速度监测的方法来发现黑洞，就没有这个限制。而且为了要找到一个黑洞，如果你使用一般的4米望远镜去观测的话，它可能需要几十年的时间，那么LAMOST就有这个特殊的本事，能一次性的看几千个天体。所以说LAMOST在这个发现里面起到的是不可替代的作用。它只是用了40多个小时的观测时间，就把几千个天体看了一遍，然后我们就在这些几千的天体里面发现了这个黑洞。

此后，我们又使用世界上最大的光学望远镜10.4米口径的西班牙加纳利大型望远镜和10米口径的美国凯克望远镜，对它进行了后续的一些观测，最后就确认了这样一个黑洞是70个太阳质量。

大质量恒星死亡的过程里面，它会有星风损失和超新星爆炸，把大部分的质量都扔掉，所以最后剩下的黑洞一般质量都比较小。那么现在理论认为在太阳金属丰度下，最后形成的黑洞质量最大不会超过25个太阳质量，而我们这次观测到的是70个太阳质量，已经远远超过了理论的上限，因此是颠覆了现在的恒星演化和黑洞形成的理论。同时，也迫使我们天文学界会重新思考如何来改写现有的恒星演化和黑洞形成的一个基本理论。这样一个大质量黑洞的发现，跟过去4年里引力波试验所发现的双黑洞并合事件一起，将会推动黑洞天体物理的研究的一个复兴。