揭秘迄今最大質量恆星級黑洞發現之旅_風聞
中国科学院国家天文台-中国科学院国家天文台官方账号-发布科研成果,普及天文知识2019-11-29 17:08
數年來,我們一直想通過監測天體的運動來揭示看不見的黑洞的存在,那麼從2016年秋天開始我們使用LAMOST對一個天區裏面的三千個天體進行了一個監測,在裏面發現了幾百個視向速度週期性變化的分光雙星。在我們估計那個看不見伴星的過程裏面,我們發現了其中一個天體,它的質量可能大於6個太陽質量,因此可能是一個黑洞。
以前我們為了要找到黑洞需要有指示器,而這個指示器就是X射線,它要求是黑洞和伴星離得非常近,也就是説只有很少的一部分黑洞雙星才滿足這個條件。但是用LAMOST和視向速度監測的方法來發現黑洞,就沒有這個限制。而且為了要找到一個黑洞,如果你使用一般的4米望遠鏡去觀測的話,它可能需要幾十年的時間,那麼LAMOST就有這個特殊的本事,能一次性的看幾千個天體。所以説LAMOST在這個發現裏面起到的是不可替代的作用。它只是用了40多個小時的觀測時間,就把幾千個天體看了一遍,然後我們就在這些幾千的天體裏面發現了這個黑洞。
此後,我們又使用世界上最大的光學望遠鏡10.4米口徑的西班牙加納利大型望遠鏡和10米口徑的美國凱克望遠鏡,對它進行了後續的一些觀測,最後就確認了這樣一個黑洞是70個太陽質量。
大質量恆星死亡的過程裏面,它會有星風損失和超新星爆炸,把大部分的質量都扔掉,所以最後剩下的黑洞一般質量都比較小。那麼現在理論認為在太陽金屬丰度下,最後形成的黑洞質量最大不會超過25個太陽質量,而我們這次觀測到的是70個太陽質量,已經遠遠超過了理論的上限,因此是顛覆了現在的恆星演化和黑洞形成的理論。同時,也迫使我們天文學界會重新思考如何來改寫現有的恆星演化和黑洞形成的一個基本理論。這樣一個大質量黑洞的發現,跟過去4年裏引力波試驗所發現的雙黑洞併合事件一起,將會推動黑洞天體物理的研究的一個復興。