中國科學院國家天文臺劉繼峰、張昊彤研究團隊依托我國自主研制的國家重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡（LAMOST），發(fā)現(xiàn)了一顆迄今為止質量最大的恒星級黑洞，并提供了一種利用LAMOST巡天優(yōu)勢尋找黑洞的新方法。這顆70倍太陽質量的黑洞遠超理論預言的質量上限，顛覆了人們對恒星級黑洞形成的認知，有望推動恒星演化和黑洞形成理論的革新。

理論預言銀河系中有上億顆恒星級黑洞，但迄今為止，天文學家僅在銀河系發(fā)現(xiàn)了約20顆恒星級黑洞——而且都是通過黑洞吸積伴星氣體所發(fā)出的X射線來識別的、質量均小于20倍太陽質量的黑洞。

2016年秋季開始，國家天文臺領導的研究團隊利用LAMOST開展雙星課題研究，歷時兩年監(jiān)測了一個小天區(qū)內(nèi)3000多顆恒星。結果發(fā)現(xiàn)，在一個X射線輻射寧靜的雙星系統(tǒng)（LB-1）中，一顆8倍太陽質量的藍色恒星，圍繞一個“看不見的天體”做著周期性運動。不同尋常的光譜特征表明，那個“看不見的天體”極有可能是一顆黑洞。研究人員隨即進行了“確認”：他們通過西班牙10.4米口徑加納利大望遠鏡和美國10米口徑凱克望遠鏡，進一步確認了LB-1的光譜性質，計算出該黑洞的質量大約是太陽的70倍。

目前，恒星演化理論預言在太陽金屬豐度下只能形成最大為25倍太陽質量的黑洞。這顆新發(fā)現(xiàn)黑洞的質量已經(jīng)進入了現(xiàn)有恒星演化理論的“禁區(qū)”。LIGO臺長大衛(wèi)·雷茨評論，“在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)70倍太陽質量的黑洞，將迫使天文學家改寫恒星級黑洞的形成模型。這一非凡的成果，將與過去四年里美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）及歐洲室女座引力波天文臺（Virgo）探測到的雙黑洞并合事件一起，推動黑洞天體物理研究的復興”。接下來，利用LAMOST極高的觀測效率，天文學家有望發(fā)現(xiàn)一大批“深藏不露”的黑洞，開創(chuàng)批量發(fā)現(xiàn)黑洞的新紀元。

值得一提的是，在兩年之久的監(jiān)測時間里，LAMOST共為這項研究做了26次觀測，累積曝光時間約40個小時。劉繼峰表示，如果利用一架普通四米口徑望遠鏡來尋找這樣一顆黑洞，同樣的幾率下，則需要40年的時間——這充分體現(xiàn)出LAMOST超高的觀測效率。此項成果刊發(fā)在11月28日出版的國際科學期刊《自然》上。