北京時間2019年11月28日凌晨 ，國際科學期刊《自然》發佈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 。依託我國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超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 。

黑洞是一種本身不發光 、密度非常大的神秘天體 。它具有超強吸引力 ，任何物質 ，包括速度最快的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 。這其中 ，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個太陽質量的黑洞 。

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 ，以國家天文台為首的研究團隊利用LAMOST開展雙星課題研究 ，歷時兩年半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 ，一顆質量是太陽八倍的藍色恆星 ，圍繞「一個看不見」的天體做着周期性運動 。不同尋常的光譜特徵表明 ，那個「看不見的天體」極有可能是一顆黑洞 。研究人員隨即進行了「確認」 ：他們通過西班牙10.4米加納利大望遠鏡和美國10米凱克望遠鏡 ，進一步確認了LB-1的光譜性質 ，計算出該黑洞的質量是太陽的70倍 。值得一提的是 ，在兩年半的監測時間裏 ，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望遠鏡來尋找這樣一顆黑洞 ，同樣的幾率下 ，則需要40年的時間——這充分體現出郭守敬望遠鏡超高的觀測效率 。

目前恆星演化模型只允許在太陽金屬豐度下形成最大為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」 。美國激光干涉引力波天文台（LIGO）台長大衛·雷茨評論 ，「在銀河系內發現70倍太陽質量的黑洞 ，將迫使天文學家改寫恆星級黑洞的形成模型 。這一非凡的成果 ，將與過去四年裏美國激光干涉引力波天文台（LIGO）及歐洲室女座引力波天文台（Virgo）探測到的雙黑洞併合事件一起 ，推動黑洞天體物理研究的復興」 。接下來利用LAMOST極高的觀測效率 ，天文學家有望再發現一大批深藏不露的「平靜態」黑洞,開創黑洞批量發現的新紀元 。

這項工作是基於LAMOST（中國興隆） 、加納利大望遠鏡（西班牙加納利群島） 、凱克望遠鏡（美國夏威夷）和錢德拉X射線天文台（美國）的觀測數據完成的 。本研究共包括55位作者 ，來自中國 、美國 、西班牙 、澳大利亞 、意大利 、波蘭和荷蘭7個國家29家單位 。

來源 ：人民日報客戶端 吳月輝