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我国发现银河系最大恒星级黑洞推翻认知自研望远镜立大功

2019-11-28 22:23:10  阅读:214 作者:责任编辑NO。杜一帆0322
现有理论以为,不该该有50到130太阳质量的黑洞。这次发现70倍太阳质量的黑洞彻底超出了这一理论的领域。

鱼羊 赖可 乾明 发自 凹非寺

量子位 报导 | 大众号 QbitAI

银河系中,居然存在着68倍于太阳质量的巨大黑洞。

这一中科院领衔的最新发现,推翻了过往对恒星演化模型的认知。

要知道,此前,依照地理学家的推演,银河系中单个恒星黑洞的质量不超越太阳的20倍

这是由于,银河系中质量非常大的恒星,跟着寿数的接近,在坍缩成黑洞之前,会由于爆破和强壮的恒星风而失掉大部分质量。

留下太阳近70倍质量的余量,彻底超出了科学家们的幻想。

LB-1的艺术幻想图(喻京川绘)

论文一作,我国国家地理台的刘继峰研讨员表明:

现在大多数恒星演化模型以为,在咱们的银河系中不该该存在如此质量的黑洞。

这一电磁波波段最重恒星级黑洞的发现,还登上了最新一期的Nature。

发现了什么

这次,来自我国兴隆观测基地的LAMOST(郭守敬望远镜)立了大功。

2016年头,LAMOST科学巡天部主任张昊彤研讨员和云南地理台韩占文院士提出运用LAMOST观测双星光谱,展开双星体系的研讨方案。

在用LAMOST对开普勒K2-0天区中的3000多个天体进行了为期两年的径向速度丈量后,研讨人员发现,有一颗B型星光谱携带了非常丰富的信息。

这颗间隔地球1.5万光年的B型星自身,质量为8倍太阳质量,绕转周期为79天,其周期性运动和随同的Hα射线指出,在它的身边,有一颗“看不见的天体”,很或许是一个黑洞。

研讨人员随即申请了西班牙10.4米加纳利大望远镜(GTC)的21次观测和美国10米凯克望远镜的7次高分辨率观测。

依据光谱信息剖析后,惊人的成果呈现了,那颗暗伴星,质量为68个太阳质量。

这只能是一个黑洞。而且,是现在银河系内发现的最重的黑洞。

依据论文一作刘继峰的介绍,一般模型以为,大质量的恒星级黑洞首要构成于低金属丰度环境(低于1/5太阳金属丰度),LB-1却具有一个与太阳金属丰度附近(1.2倍太阳丰度)的B型星。

不管这颗恒星开始的质量有多大,现在恒星演化模型只允许在太阳金属丰度下构成最大为25倍太阳质量的黑洞。

这种质量的黑洞乃至不该该存在于咱们的星系中。

一种或许性,LB-1中的黑洞或许不是由一颗恒星坍缩构成的。

LB-1或许开始是一个三体体系,观测到的B型星坐落最外轨迹,是质量最小的组成部分,而现在的黑洞是由开始内部的双星构成的双黑洞并合而成。

研讨团队猜测,LB-1的主星现在或许仍为两个黑洞,它们互相绕转构成一个双星,而观测到的B型星是第三伴星。

LB-1和引力波并合事情、X射线办法发现的黑洞的质量散布

在此次黑洞发现过程中,LAMOST为这项研讨进行了26次观测,累积曝光时刻约40个小时。

LAMOST,即大天区面积多目标光纤光谱地理望远镜,是一新类型的大视场兼备大口径望远镜,建成于2008年,具有4000颗眼睛(4000根光纤),一次能观测近4000个天体,也是全世界光谱获取率最高的“光谱之王”:

本年3月份,其揭露发布了1125万条光谱,成为全球首个打破千万的光谱巡天项目。

刘继峰说,假如运用一架一般四米口径望远镜来寻觅这样一颗黑洞,相同的几率下,则需求40年的时刻——这充沛体现出LAMOST超高的观测功率。

为了留念LAMOST在发现这颗巨大恒星级黑洞上做出的奉献,地理学家给这个包括黑洞的双星体系命名为LB-1。

推翻恒星演化理论

黑洞是世界中已知的最细密天体,恒星黑洞则是大恒星演化的终极阶段。

大恒星不停地发作核聚变,在燃料燃烧尽后发作引力崩塌。黑洞构成之前,会发作爆破,并发生强壮的恒星风,这会使质量丢失。

2007年,美国科学家发现了一颗质量达到了22~34倍大的黑洞。这颗黑洞被命名为IC 10 X-1 X-ray

发现这颗黑洞的科学家,马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理学中心的安德里亚 普雷斯特维奇(Andrea Prestwich)说:“咱们没想到会发现这么大的恒星质量黑洞。”

这颗黑洞由病笃的恒星构成,科学家估测,这好像表明,病笃的恒星构成的黑洞比一般所幻想的要大许多。

从2015年起,美国激光干与引力波地理台(LIGO)及欧洲室女座引力波地理台(Virgo)的引力波观测验验现已发现了几十倍太阳质量的黑洞,质量远高于从前已知的银河系里的恒星级黑洞。

这些勘探成果都在应战已有的关于恒星黑洞的了解,现有理论以为,质量过于大的恒星终究会不会成为黑洞,而是会演化成超新星,而落在50到65太阳质量的天体则会在一系列的演化过程中发射各种爆破,不断丢失质量,直到变得安稳。

依照这一逻辑,不该该有50到130太阳质量的黑洞。

这次发现70倍太阳质量的黑洞彻底超出了这一理论的领域。

佛罗利达大学的激光干与仪引力波地理台(LIGO)主任戴维·雷茨(David Reitze)说:

这一发现迫使咱们从头审视恒星级黑洞的构成模型。

接下来,运用LAMOST极高的观测功率,地理学家有望发现一大批“深藏不露”的黑洞,创始批量发现黑洞的新纪元。

55位作者,我国占了多半

如此研讨,并非只要我国研讨人员参加,是根据LAMOST(我国兴隆)、加纳利大望远镜(西班牙加纳利群岛)、凯克望远镜(美国夏威夷)和钱德拉X射线地理台(美国)的观测数据完结的。

一共有55位作者,来自我国、美国、西班牙、澳大利亚、意大利、波兰和荷兰7个国家29家单位。

来自我国的作者有40多位。研讨的榜首作者&通讯作者刘继峰,是我国科学院国家地理台首席研讨员,银河系三维结构团组担任人。

他1991年进入北京大学读书,就读于天体物理学专业。1997年取得硕士学位之后,前往密歇根大学进一步进修。

2005年获天体物理学博士学位后,在哈佛大学做博士后及PI研讨员,从事天体物理学研讨,曾获美国宇航局爱因斯坦学者奖等。

2010年回国,在中科院国家地理台任职,首要研讨爱好是黑洞等细密天体和恒星族的多波段观测。

在这篇研讨之外,分别在2013年、2015年以榜首作者的身份宣布了两篇Nature。

并于2014年取得国家杰出青年基金支撑,2015年获科技部“中青年科学技术创新领军人才”,2016年获“全国优异科技作业者”。2015年参加筹建国科大地理学院,并作为副院长担任教育等作业。

现在,他正致力于运用我国的严重科学设备LAMOST光谱巡天,结合海量多波段数据,运用云核算手法,企图回答关于细密天体和恒星研讨的一些基本问题。

另一位通讯作者张昊彤,也是来自于国家地理台。

他1996年本科结业于我国科学技术大学物理系,之后在我国科学技术大学天体物理中心攻读博士学位,并于2005年结业。

之后便进入我国科学院国家地理台作业,担任副研讨员。2014年升任为研讨员。

首要的作业是领导的LAMOST科学巡天部,长时间担任LAMOST的二维光纤光谱的处理、巡天方案的拟定,以及望远镜功能测验及进步。

引发热议

你必定想不到,就在两年前,还有五位地理学家打赌,将来会不会发现55到130太阳质量的黑洞存在,两个人以为有。

所以现在,别的三个科学家每个人就要输掉两瓶100美元的葡萄酒了。

也有地理爱好者告知量子位,这或许意味着世界中会有比预期更多的黑洞,一起也或许意味着会存在更多的黑洞兼并事情。

相同,也有人点评说,这也就从另一方面代表着,世界最大的天然规矩,或许便是没什么规矩。

但毫无疑问,这一新发现推翻了过往认知,或许会进一步改写咱们现有的教科书。

世界如此奇特,世界还如此不知道。

你怎么看?

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参考资料:

https://www.quantamagazine.org/possible-detection-of-a-black-hole-so-big-it-should-not-exist-20190828/

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