中國「最大恆星級黑洞」研究遭質疑！Nature上演隔空對話

2023-03-31 07:39:05 5

早在18世紀，人類就意識到黑洞的存在。從那以後，人類對「神秘」黑洞的探索從未停止過。著名物理學家史蒂芬·霍金在他的最後一本書《大問題的簡短回答》中寫道，「事實有時比小說更精彩，黑洞能真正體現這一點，它比科幻小說作家想像的任何東西都精彩。」

去年11月，由中國天文學家領導的一項重大發現震驚了世界。中國科學院國家天文臺的和張的研究小組發現了迄今為止質量最大(約為太陽質量的70倍)的恆星黑洞。「最大恆星級黑洞」的發現可能改寫恆星演化形成黑洞的理論，甚至有助於揭示某種以前被忽視的黑洞形成機制。相關論文發表在《自然》雜誌上。

LIGO的主任大衛·雷茲將這一發現比作「促進黑洞天體物理學研究復興」的重大事件

黑洞分為恆星黑洞(質量小於太陽的100倍)、中等質量黑洞(質量是太陽的100，000倍)和超大質量黑洞(質量是太陽的100，000倍以上)。目前，恆星演化模型只允許在太陽金屬豐度下形成質量高達太陽25倍的黑洞。因此，在自相關結果公布後，恆星級黑洞的質量是太陽的70倍，這一點受到了許多人的質疑。到目前為止，許多學者已經撰文駁斥「最大的恆星級黑洞」的說法。有些人質疑黑洞的質量，有些人甚至認為它根本不是黑洞。

照片|黑洞(來源:維基百科)

上周，《自然》雜誌又發表了兩篇關於「最大的恆星級黑洞」的文章。中國科學院國家天文臺的劉繼峰和比利時魯汶大學物理學和天文學副教授胡格薩納等學者在空的時間間隔內舉行了一場在線辯論。

這個「最大恆星黑洞」是如何發現的？11月，劉繼峰和其他學者依靠郭守敬望遠鏡在LB-1系統中發現了這個「看不見的傢伙」。

利用一種叫做「徑向速度法」的方法，研究小組觀察到一顆光譜為B型的「奇怪」恆星。該恆星的特徵吸收線隨時間振蕩，同時有一條氫發射線幾乎是靜止的，與B型恆星的相位不同。據此，研究小組推測b型星正圍繞著一個「看不見的傢伙」快速旋轉，其質量非常大。根據當時的推測，這是一個質量約為太陽70倍的恆星黑洞。

然而，為了使「最大恆星黑洞」的結論成立，有必要同時成立兩個前提:

1.《看不見的人》的氫發射線幾乎是靜止的，而不是靜止的；

2.B型恆星的質量是太陽的8倍。

這也是「每空對話」的焦點。

比利時魯汶大學的團隊提出了兩個問題。他們認為氫發射線的輕微振蕩是由b型星的吸收部分引起的，並且可能有一個由質量是太陽4倍的兩顆星組成的「雙星系統」，因為如果旋轉速度足夠快，另一顆星可能不會被探測到。

對此，劉繼峰和其他學者回答說，他們通過分析最新的光譜觀測數據，重新估計了B型恆星的質量是太陽質量的5到8倍，從而進一步推斷出這個「看不見的傢伙」的質量是太陽質量的23到65倍。儘管在最新的結論中，「看不見的傢伙」的質量偏離了之前「太陽質量為70」的說法，但它仍然是最大的恆星黑洞。

此外，為了響應氫發射線的輕微振蕩，劉繼峰和其他學者承認這個問題比以前更複雜，因為氫發射線會受到許多其他因素的影響。然而，劉繼峰和其他學者認為，僅靠「B型星的吸收能移動氫發射線」是不可能得出氫發射線是靜止的結論的。此外，氫發射線的形狀和氫發射線的寬度似乎都不是來自「雙星系統」。

更令人信服的是，像劉繼峰這樣的學者發現了新的證據。初步數據表明，「帕申系列」譜線的峰值點能更好地顯示相對於B型星的反相軌道運動，這表明它來自一個「看不見的傢伙」，而不是雙星系統。b型星與「隱形人」的質量比為4.6-8.1，與氫發射線測量結果基本一致。

目前，正在編寫相關文件。