本報(bào)記者劉園園

前不久，中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“最大恒星級(jí)黑洞”的新聞，估計(jì)你還有印象吧？這個(gè)“黑洞”最近引起了一些學(xué)術(shù)爭(zhēng)議。

先來(lái)回顧一下這個(gè)大新聞。

2019年11月28日，《自然》期刊發(fā)布中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)劉繼峰、張昊彤研究團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)“重大發(fā)現(xiàn)”。該研究團(tuán)隊(duì)依托郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST），發(fā)現(xiàn)一顆大約70倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞。如果真的如此，它將是迄今發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量最大的恒星級(jí)黑洞。

然而，研究結(jié)果發(fā)表后，陸續(xù)有國(guó)外天文學(xué)者發(fā)布論文，對(duì)“70倍太陽(yáng)質(zhì)量黑洞”提出質(zhì)疑。

有的論文指出，這顆黑洞并沒(méi)有70倍太陽(yáng)質(zhì)量這么大；有的論文指出，它有可能不是一個(gè)黑洞，而可能是一顆大質(zhì)量中子星甚至普通恒星。

這，到底怎么回事？

面對(duì)學(xué)術(shù)爭(zhēng)議，1月18日，“最大恒星級(jí)黑洞”論文第一作者劉繼峰研究員接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)進(jìn)行了回應(yīng)。

“遠(yuǎn)超理論預(yù)言質(zhì)量上限”的黑洞

這個(gè)引發(fā)爭(zhēng)議的“最大恒星級(jí)黑洞”，存在于一個(gè)叫做LB-1的雙星系統(tǒng)里。

中國(guó)科學(xué)家認(rèn)為，在這個(gè)雙星系統(tǒng)里，有一顆8倍太陽(yáng)質(zhì)量的藍(lán)色恒星，圍繞一個(gè)“看不見(jiàn)的天體”做周期性運(yùn)動(dòng)。不同尋常的光譜特征表明，那個(gè)“看不見(jiàn)的天體”極有可能是一顆黑洞。

研究人員隨后通過(guò)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)一步確認(rèn)了LB-1的光譜性質(zhì)，計(jì)算出該黑洞的質(zhì)量大約是太陽(yáng)的70倍。

這個(gè)數(shù)字意味著什么呢？

這里有必要科普一下：理論預(yù)言銀河系中有上億顆恒星級(jí)黑洞，但迄今為止，天文學(xué)家僅在銀河系發(fā)現(xiàn)了約20顆恒星級(jí)黑洞，而且質(zhì)量均小于太陽(yáng)質(zhì)量的20倍。

70倍太陽(yáng)質(zhì)量黑洞，依據(jù)此前的新聞發(fā)布，“遠(yuǎn)超理論預(yù)言的質(zhì)量上限，顛覆了人們對(duì)恒星級(jí)黑洞形成的認(rèn)知，有望推動(dòng)恒星演化和黑洞形成理論的革新”。

最低只有2到3倍太陽(yáng)質(zhì)量？

正因如此，這項(xiàng)研究一經(jīng)發(fā)表，便立即引發(fā)國(guó)際天文學(xué)界的關(guān)注。隨后，陸續(xù)有多篇相關(guān)論文提出質(zhì)疑觀點(diǎn)。

其中包括德國(guó)埃爾朗根—紐倫堡大學(xué)和波茨坦大學(xué)的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)。1月10日，該團(tuán)隊(duì)在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊發(fā)表論文稱(chēng)，這個(gè)“70倍太陽(yáng)質(zhì)量黑洞”可能根本不是黑洞，而有可能是大質(zhì)量中子星，甚至是普通恒星。

該團(tuán)隊(duì)指出，那個(gè)看不見(jiàn)的星體的伴星，即B型星LSV+2225，是可以被看到的。這顆伴星的質(zhì)量越大，黑洞的質(zhì)量也就需要越大，這樣才能帶來(lái)伴星相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。

他們研究發(fā)現(xiàn)，這顆恒星表面存在由氫核聚變產(chǎn)生的灰燼，而這種過(guò)程只在年輕恒星的內(nèi)核發(fā)生，不應(yīng)在恒星表面被探測(cè)到。

該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這顆伴星一定在過(guò)去與那個(gè)看不見(jiàn)的星體發(fā)生了一些作用。在此過(guò)程中，這顆伴星的外層被移除。因此現(xiàn)在看到的是被剝離外層的氦核，它富含氫燃燒產(chǎn)生的灰燼。

然而，被剝離的氦星比普通的恒星更輕。該團(tuán)隊(duì)將這一結(jié)果和蓋亞太空望遠(yuǎn)鏡最近的測(cè)量相結(jié)合，認(rèn)為這顆恒星的質(zhì)量最有可能是太陽(yáng)質(zhì)量的1.1倍（存在±0.5倍的不確定度）。

據(jù)此，該團(tuán)隊(duì)又得出，另一個(gè)星體最低只有2到3倍太陽(yáng)質(zhì)量——這與中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)得出的數(shù)字相差甚遠(yuǎn)。

一顆“正常”的恒星級(jí)黑洞？

另一位質(zhì)疑者，是來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的研究生，名叫賈里姆·埃爾·巴德里。

據(jù)加州大學(xué)伯克利分校官網(wǎng)介紹，巴德里專(zhuān)門(mén)研究不同尋常的雙星系統(tǒng)。2019年12月9日，巴德里的論文提交在arXiv預(yù)印本文獻(xiàn)庫(kù)中，并于2020年1月3日進(jìn)行了修改。論文由巴德里和加州大學(xué)伯克利分校天文學(xué)系主任艾略特·夸塔特共同署名。

該論文提出，中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的這個(gè)史無(wú)前例的恒星級(jí)黑洞的質(zhì)量，主要證據(jù)是測(cè)量Hα發(fā)射線的徑向速度變化，這種Hα發(fā)射線被認(rèn)為來(lái)自黑洞周?chē)奈e盤(pán)。

巴德里認(rèn)為，那顆B型星的大氣也在吸收Hα發(fā)射線，這使得Hα發(fā)射線看起來(lái)像是發(fā)生了位移，但實(shí)際上并沒(méi)有。因此，并沒(méi)有證據(jù)表明Hα發(fā)射線的徑向速度變化。Hα發(fā)射線很可能源于雙星系統(tǒng)周?chē)镔|(zhì)，而不是黑洞周?chē)奈e盤(pán)。

“目前這顆看不見(jiàn)的伴星的特征依然是不確定的，但是它最有可能是一顆5到20倍太陽(yáng)質(zhì)量的‘正常’恒星級(jí)黑洞。”巴德里在論文里提出。

復(fù)核結(jié)果基本支持最初結(jié)論

相關(guān)質(zhì)疑不止上述兩個(gè)。面對(duì)來(lái)自國(guó)際天文學(xué)界的質(zhì)疑，中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)如何回應(yīng)？

“我們現(xiàn)在已經(jīng)有初步結(jié)果，證實(shí)我們的研究結(jié)果。”劉繼峰研究員接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說(shuō)。顯然，他已經(jīng)注意到了這些科學(xué)爭(zhēng)議。

對(duì)于德國(guó)研究團(tuán)隊(duì)所說(shuō)的“70倍太陽(yáng)質(zhì)量黑洞”可能不是黑洞，而是一個(gè)中子星，甚至普通恒星，劉繼峰表示：“這是第一步就可以被排除的模型。”

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的“最大恒星级黑洞”引争议 发现者这样回应的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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