正在阅读:LAMOST立大功!天文学家发现迄今最大质量恒星级黑洞 或改写恒星演化理论
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

LAMOST立大功!天文学家发现迄今最大质量恒星级黑洞 或改写恒星演化理论

来源:光明网2019-11-28 09:40

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  光明网讯(记者宋雅娟 肖春芳 蔡琳)11月28日,记者从中科院国家天文台获悉,中国天文学家利用郭守敬望远镜(LAMOST)发现了一颗迄今为止最大质量的恒星级黑洞LB-1,并提供了一种利用LAMOST巡天优势寻找黑洞的新方法。这颗近70倍太阳质量的超大恒星级黑洞远远超过了理论预言的质量上限,或将改写恒星演化和黑洞形成理论。

LAMOST立大功!天文学家发现迄今最大质量恒星级黑洞 或改写恒星演化理论

LB-1的艺术想象图(喻京川绘)

  该成果由中科院国家天文台研究员刘继峰、张昊彤研究团队发现,并于28日凌晨在国际顶尖科学期刊《自然》在线发表。

  “黑洞之王”或挑战恒星演化理论

  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。天文学家根据黑洞质量的不同,将黑洞分为恒星级黑洞(100倍太阳质量以下)、中等质量黑洞(100-10倍万太阳质量)和超大质量黑洞(10倍万太阳质量以上)。

  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”。一颗恒星演化到最后如果剩下的质量太多(大于3倍太阳质量),就会在巨大引力作用下持续塌缩,最终形成黑洞。

  中科院国家天文台研究员、论文第一作者刘继峰介绍,根据目前恒星演化模型,在太阳金属丰度下,最大只能形成25倍太阳质量的黑洞。而现在,研究团队却在太阳金属丰度环境下发现了一颗近70倍太阳质量的黑洞。

  “LB-1黑洞的质量已经进入了现有恒星演化理论的‘禁区’,这可能意味着有关恒星演化形成黑洞的理论将被迫改写,或者某种黑洞形成机制此前被忽视。”刘继峰表示。

  LIGO台长大卫·雷茨表示,“这一非凡的成果,将与过去四年里LIGO及Virgo探测到的双黑洞并合事件一起,推动黑洞天体物理研究的复兴”。

  LAMOST功不可没,为寻找黑洞再添一法

  刘继峰介绍,科学家们通过识别黑洞吸积伴星气体所发出的X射线来寻找黑洞,在过去的50年里,用这种方法发现了约20颗黑洞,质量在3~20倍太阳质量之间。“按照理论预测,银河系中应该有上亿颗恒星级黑洞,但在黑洞双星系统中,能够发出X射线辐射的只占一小部分”。

LAMOST立大功!天文学家发现迄今最大质量恒星级黑洞 或改写恒星演化理论

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

  找到新的方法,发现数量巨大、没有X射线辐射的黑洞,成了天文学界近年来研究的热点和难点。

  刘继峰介绍,2016年秋季开始,研究团队利用LAMOST开展双星课题研究,历时两年监测了一个小天区内3000多颗恒星。结果发现,在一个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。不同寻常的光谱特征表明,那个“看不见的天体”极有可能是一颗黑洞。

  研究人员随即进行了“确认”:他们通过西班牙10.4米口径加纳利大望远镜和美国10米口径凯克望远镜,进一步确认了LB-1的光谱性质,计算出该黑洞的质量大约是太阳的70倍。

  刘继峰表示,如果利用一架普通四米口径望远镜来寻找这样一颗黑洞,同样的几率下,则需要40年的时间——这充分体现出LAMOST超高的观测效率。 “LB-1的发现标志着利用LAMOST巡天优势搜寻黑洞新时代的到来”。

  据了解,LAMOST拥有4000根光纤,一次能观测近4000个天体。2019年3月,LAMOST公开发布了1125万条光谱,成为全球首个突破千万的光谱巡天项目,被天文学家誉为全世界光谱获取率最高的“光谱之王”。在此次黑洞发现过程中,LAMOST共为这项研究做了26次观测,累积曝光时间约40个小时。

  为了纪念LAMOST在发现这颗巨大恒星级黑洞上做出的贡献,天文学家给这个包含黑洞的双星系统命名为LB-1。

  还有另外的可能:三体系统中的双黑洞

  近70倍太阳质量的黑洞大大超出了当前理论模型的演化结果,还有别的可能吗?

  刘继峰表示,另一种可能性,LB-1中的黑洞或许不是由一颗恒星坍缩形成的。他解释,LB-1可能最初是一个三体系统,观测到的B型星位于最外轨道,是质量最小的组成部分,而现在的黑洞是由最初内部的双星形成的双黑洞并合而成。

  按照研究团队的猜想,甚至LB-1的主星目前可能仍然为两个黑洞,它们彼此绕转形成一个双星,而观测到的B型星是第三伴星。“在这种情形下,该系统将是黑洞并合事件的绝佳候选体,并为研究三体系统中双黑洞形成提供了独一无二的实验室。”刘继峰补充说。

  据了解,此次发现是基于LAMOST(中国兴隆)、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射线天文台(美国)的观测数据完成的。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。

[ 责编:武玥彤 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 贵州台江:“舞龙嘘花”庆元宵

  • 新春生产忙

独家策划

推荐阅读
中国人工智能发展与安全研究网络主办,上海期智研究院、清华大学人工智能国际治理研究院承办
2025-02-12 19:16
2025年,空天院合成孔径雷达科研团队将继续研制8颗“女娲星座”合成孔径雷达卫星,届时“女娲星座”20颗在轨雷达卫星将实现全球组网运行,对地观测能力将大幅提升。
2025-02-12 10:07
这并不是一辆普通的复古电车,而是一部使用了16K全息数字技术、AI技术与四轴动感震动系统的数字电车。
2025-02-12 10:06
科学家们发现,水波涉及复杂的流体力学效应,能够构造丰富的拓扑矢量场用于粒子的操控。
2025-02-12 09:59
通过打造与自然和谐共生的生态经济圈,让生态保护和可持续发展得以兼顾,天目山保护区的实践,吸引了越来越多的关注,也为全球生物多样性保护提供了可借鉴的路径。
2025-02-12 09:57
春节期间,全国科技馆以“科技温暖中国年”为主题,为公众献上一系列融知识性、趣味性和人文关怀于一体的科普惠民活动。
2025-02-12 09:53
2月6日晚,“共和国勋章”获得者、我国第一代核潜艇工程总设计师黄旭华院士因病在武汉逝世,享年99岁。
2025-02-11 14:55
气动外形优化是航空设计中的核心技术,可以提升燃油效率、降低阻力,提高飞行器性能。该几何引擎无需庞大的数据集或繁琐的超参数调整,大幅降低了开展气动优化的复杂度和成本。
2025-02-11 09:43
最近,原子能院自主研发的两步法650毫米直径冷坩埚玻璃固化工程样机,完成90天连续运行试验,收获约52吨玻璃固化体,高放射性废物(以下简称“高放废物”)可被“封印”其中。
2025-02-11 09:43
记者从工业和信息化部获悉:截至目前,全国已建成3万余家基础级智能工厂、1200余家先进级智能工厂、230余家卓越级智能工厂,智能工厂梯度培育行动取得初步成效。
2025-02-11 09:32
提高产业链供应链韧性对于经济安全平稳运行至关重要。智能制造能够优化供需匹配过程、提高供需契合程度、赋能供需深度协同,通过影响企业的协调成本和生产成本产生“扩链”效应和“稳链”效应,推动供给来源多元化、供需关系稳固化,有助于缓解外部不确定性对供应链的冲击,进而提高产业链供应链的抗风险能力。
2025-02-11 09:31
市场监管总局日前发布的数据显示,截至2024年12月底,全国共有45.17万家智能机器人产业企业,注册资本共计64445.57亿元,企业数量较2020年底增长206.73%,较2023年底增长19.39%,呈稳健上扬态势。
2025-02-11 09:30
基于对生成型人工智能与史学研究关系的充分实践和思考,笔者认为,这项革命性的技术既非“潘多拉的盒子”,也不是万能宝箱。人工智能在史学研究中的应用存在不可避免的局限性,需要靠学者克服并化剑为犁。
2025-02-10 09:52
图为2月8日,影迷在成都天府长岛数字文创园哪吒形象雕塑前合影。当哪吒脚踏粒子幻化的风火轮掠过水墨渲染的蜀中山水,观众看到的不仅是一部电影的进化史,更是一个文明古国以科技赋能传统文化展现出的魅力。
2025-02-10 10:16
同新能源汽车一样,未来低空经济主力场景——电动垂直起降航空器(eVTOL)与无人机等的规模化推广应用,离不开高性能动力电池。燕绍九表示,下一步,研究中心将持续推动石墨烯锂电池材料的开发和工程化应用,为低空经济蓬勃发展贡献力量。
2025-02-10 10:13
近日,深度求索(DeepSeek)旗下DeepSeek-R1、V3、Coder等全系列大模型正式接入国家超算互联网平台。为促进超算算力一体化运营、打造国家算力底座,国家超算互联网平台去年4月正式上线,覆盖科学计算、工业仿真、人工智能(AI)模型训练等各个领域。
2025-02-10 10:11
当前AI(人工智能)正在逐渐改变世界,成为政府决策、医疗干预、金融交易、司法审议、环境保护、科学研究等领域的重要“参与者”。
2025-02-10 09:28
张学勇介绍,科研人员挑选了17个具有代表性的小麦品种,对它们染色体水平的基因组进行从头“组装”,最终得到了高质量的基因组数据。中国工程院院士刘旭认为,这项研究成果将推动我国小麦种质资源研究迈入大数据时代,加快重要基因的挖掘与利用。
2025-02-10 10:04
很多人说睡前吃宵夜不好,最常说的理由就是会长胖。其实,长胖跟吃夜宵本身并没有很大关系。
2025-02-08 10:16
冬日暖阳下,搭乘摇橹船泛舟浙江杭州西溪国家湿地公园,水道如巷,河汊如网,如入画境。
2025-02-08 10:14
加载更多