我国科学家首次成功测量出X射线极亮天体黑洞质量

日前，中科院国家天文台研究员刘继峰领导的国际团队在世界上首次成功测量到X射线极亮天体的黑洞质量，在该领域获得重大突破，将增进人们对黑洞及其周围极端物理过程的认识。该研究成果11月28日发表在国际权威杂志《自然》上。

据介绍，自上世纪九十年代，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，它们可能是人们一直寻找的中等质量黑洞，也可能是具有特殊辐射机制的几个或几十个太阳质量的恒星级黑洞。国际天文和天体物理界对此一直难以定论，众说纷纭。

"要确定这些天体是什么，关键与难点是通过动力学方法测定其中心黑洞的质量。这不仅可以解决关于这类天体本质的争论，还可以增进人们对黑洞形成、黑洞辐射机制的理解与认知。"刘继峰说。

由于这类天体距离我们十分遥远，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。欧美学者多次利用世界最先进的8至10米级光学／红外望远镜进行长时间观测，但均未获得成功。尽管技术难度大，但由于其科学重要性和影响深远性，中心黑洞质量的精确测量仍是学界孜孜以求的目标，被誉为这一领域的"圣杯"。

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，成功申请到位于美国夏威夷的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M101ULX-1进行了研究，并确认其中心天体为一个质量与恒星可比拟的黑洞。

"我们选择了一个合适的X射线极亮源进行观测研究，这是我们成功的关键。"刘继峰说，这个黑洞加伴星形成的黑洞双星系统位于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。

通过观测伴星光谱的移动，经过模型计算，刘继峰等最终推断出了中心黑洞的质量，这是国际上对X射线极亮源动力学质量的首次、也是唯一一例成功的测量。

此外，刘继峰团队发现，过去天文学家对黑洞吸积的"经典"研究结果难以解释他们最新观测到的现象，刘继峰表示，"我们的研究结果突破了现有的理论框架范畴，如何对理论进行进一步扩展，还有很多工作要做。"

（原载于《人民日报》2013-11-29 第12版）