中國科學家測定 X射線極亮天體是個比擬恒星的大黑洞

 
X射線極亮源M101 ULX-1位於漩渦星系M101的一個懸臂上，M101距離地球2200萬光年。
圖片來源：中新網

據《科技日報》消息，多年以前，當天文學家觀測到在幾千萬光年以外的地方有「X射線光度極高的天體」時，曾很興奮，但誰都說不清其極亮的源的本質是什麼。中科院國家天文台劉繼峰研究員率領的國際團隊確認了其中心天體是一個品質和恒星可比擬的黑洞，從而完成了對X射線極亮源動力學品質的首次成功測量。國際同行稱讚此成果「奪取了這個領域的聖杯」。相關論文刊登在今(29)日出版的《自然》上，並刊登評述文章。

中新網報導，自上世紀90年代，特別是兩顆造價分別為16億美元和7億歐元的錢德拉X射線空間望遠鏡和XMM-牛頓X射線天文衛星投入使用後，天文學家陸續在遙遠星系中發現了一批X射線光度極高的天體。但是國際天文和天體物理界對這類X射線極亮源的本質卻是眾說紛紜。如果能通過動力學方法測定系統中心黑洞的品質，不僅可以解決爭論，還能增進人們對黑洞形成、黑洞輻射機制的理解與認知。

中心黑洞距離我們十分遙遠(通常為幾千萬光年)，同時X射線照射黑洞吸積盤而產生的光污染也非常強，因此測量極其困難。目前歐美學者已多次利用世界最先進的8—10米級光學/紅外望遠鏡進行長時間觀測，但這些嘗試均未獲得成功。

劉繼峰團隊通過精心設計研究方案，巧妙選取有特色的天體目標，成功申請到位於夏威夷的8米大型雙子望遠鏡以及10米凱克望遠鏡各20小時的觀測時間，在3個月的時間跨度上對漩渦星系中X射線極亮源M101 ULX-1進行了研究，確認其中心天體為一個品質與恒星可比擬的黑洞。這個黑洞雙星系統位於2200萬光年之外，是人類迄今發現的距離地球最遙遠的黑洞雙星；同時，新的觀測現象難以被黑洞吸積的「經典」研究結果所解釋，這顯示它突破了現有理論框架的範疇。