中国科学家首次成功测定X射线极亮天体黑洞质量

秋水伊人

                               
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上图 X射线极亮源M101 ULX-1位于漩涡星系M101的一个悬臂上，M101距离地球2200万光年。

科技日报北京11月28日电 （记者李大庆）多年以前，当天文学家观测到在几千万光年以外的地方有“X射线光度极高的天体”时，曾很兴奋，但谁都说不清其极亮的源的本质是什么。中科院国家天文台刘继峰研究员率领的国际团队确认了其中心天体是一个质量和恒星可比拟的黑洞，从而完成了对X射线极亮源动力学质量的首次成功测量。国际同行称赞此成果“夺取了这个领域的圣杯”。相关论文刊登在今天出版的《自然》上，并刊登评述文章。

自上世纪90年代，特别是两颗造价分别为16亿美元和7亿欧元的钱德拉X射线空间望远镜和XMM-牛顿X射线天文卫星投入使用后，天文学家陆续在遥远星系中发现了一批X射线光度极高的天体。但是国际天文和天体物理界对这类X射线极亮源的本质却是众说纷纭。如果能通过动力学方法测定系统中心黑洞的质量，不仅可以解决争论，还能增进人们对黑洞形成、黑洞辐射机制的理解与认知。

中心黑洞距离我们十分遥远（通常为几千万光年），同时X射线照射黑洞吸积盘而产生的光污染也非常强，因此测量极其困难。目前欧美学者已多次利用世界最先进的8—10米级光学/红外望远镜进行长时间观测，但这些尝试均未获得成功。

刘继峰团队通过精心设计研究方案，巧妙选取有特色的天体目标，成功申请到位于夏威夷的8米大型双子望远镜以及10米凯克望远镜各20小时的观测时间，在三个月的时间跨度上对漩涡星系中X射线极亮源M101 ULX-1进行了研究，确认其中心天体为一个质量与恒星可比拟的黑洞。这个黑洞双星系统位于2200万光年之外，是人类迄今发现的距离地球最遥远的黑洞双星；同时，新的观测现象难以被黑洞吸积的“经典”研究结果所解释，这显示它突破了现有理论框架的范畴。