人民网北京11月28日电 记者从中国科学院国家天文台获悉，依托我国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST），国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞。

这颗70倍太阳质量的黑洞远超理论预言的质量上限，颠覆了人们对恒星级黑洞形成的认知，有望推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。

北京时间11月28日凌晨，国际科学期刊《自然》发布了这项重大发现。

颠覆认知的恒星级“黑洞之王”

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。根据质量的不同，黑洞一般分为恒星级黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。这其中，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”。

天文学界推测，银河系中有上亿颗恒星级黑洞。然而，目前恒星演化理论预言：在太阳金属丰度下只能形成最大为25倍太阳质量的黑洞。而且迄今为止，天文学家也仅在银河系发现了约20颗恒星级黑洞——都是通过黑洞吸积伴星气体所发出的X射线来识别的、质量均小于20倍太阳质量的黑洞。

显然，这颗新发现黑洞的质量已经进入了现有恒星演化理论的“禁区”。论文第一作者和通讯作者刘继峰表示，这项新发现可能意味着有关恒星演化形成黑洞的理论将被迫改写，或者以前某种黑洞形成机制被忽视。

美国激光干涉引力波天文台台长大卫·雷茨评论，“在银河系内发现70倍太阳质量的黑洞，将迫使天文学家改写恒星级黑洞的形成模型。这一非凡的成果，将与过去四年里美国激光干涉引力波天文台（LIGO）及欧洲室女座引力波天文台（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”。

“光谱之王”追逐“黑洞之王”

这颗恒星级“黑洞之王”是怎样被发现的？刘继峰告诉记者，700多天的追逐之路饱含了艰辛和精彩。

从2016年秋季开始，国家天文台领导的研究团队利用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，进一步确认了双星系统的光谱性质，计算出该黑洞的质量大约是太阳的70倍。

开创黑洞研究新纪元

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。

值得一提的是，在两年之久的监测时间里，LAMOST共为这项研究做了26次观测，累积曝光时间约40个小时。

“这颗‘黑洞之王’的发现充分证实了LAMOST望远镜强大的光谱获取能力和超高的观测效率。”刘继峰说，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。而LAMOST拥有4000颗“眼睛”（4000根光纤），一次能观测近4000个天体。

“而且，像LB-1这样的X射线辐射宁静的双星系统，利用常规X射线方法搜寻这类黑洞是行不通的。”刘继峰表示，接下来，利用LAMOST极高的观测效率，天文学家将有望发现一大批“深藏不露”的黑洞,开创批量发现黑洞的新纪元。