为隐身的黑洞精确称重

--上海天文台提出天体测量新方法，将提供恒星级质量黑洞测定的新手段

    一颗大质量恒星演化到生命晚期，经过超新星爆炸，剩余的残骸可能成为一颗恒星级质量黑洞。银河系中有几千亿颗恒星，理论上应该有上亿颗恒星级质量黑洞。然而，目前仅观测到20个左右，质量多在5倍到20倍太阳质量之间。 

　　绝大多数已证认的恒星级质量黑洞或候选者多处于黑洞双星系统中，主要通过X射线爆发现象来寻找。然而用这种方法寻找存在一定的局限性，只能筛选出正在从伴星吸积物质进而释放X射线辐射的黑洞双星，无法筛选出物质交换很微弱（X射线波段隐身的）的黑洞双星系统，也就错失了很多这类恒星级质量黑洞。寻找更多隐身的恒星级质量黑洞，成为研究黑洞形成理论、恒星演化模型等领域的重要命题，而这些模型是天体物理研究的基石之一。 

    近日，由国家天文台刘继峰、张昊彤研究员领导的国际研究团队基于视向速度法，发现并证实了一颗70倍太阳质量的隐身黑洞，是迄今为止的质量最大的恒星级质量黑洞；它的伴星是一颗金属丰度与太阳相当、质量8倍于太阳质量的恒星，所组成的系统也是目前银河系中发现的间距最大的黑洞双星系统。目前该工作已在国际顶级科学期刊《自然》（Nature）发表。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，势必推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。

图1. 黑洞伴星视向速度随周期相位的变化曲线，紫色实线为黑洞伴星的速度变化曲线，带误差棒的点是基于中国郭守敬望远镜（LAMOST）、西班牙加纳利大型望远镜（GTC）和美国凯克望远镜（Keck）观测的光谱数据解算出的速度。图片来源：Liu et al. 2019, Nature。