刷新质量下限最小黑洞填补观测空白近日

　　近日，美国俄亥俄州立大学的研究人员发现了一种新型的小质量黑洞，填补了宇宙中已知中子星与黑洞之间存在的质量空白，将已观测黑洞质量的下限降低了约三分之一。该研究日前发表在《科学》杂志上。

　　中国科学院国家天文台研究员苟利军在接受科技日报记者采访时说：“在宇宙中，我们此前从没有发现质量如此小的黑洞。这次发现的小质量黑洞，会丰富我们对恒星生命历程的了解。 ”

　　那麽，人们为什麽要寻找小质量的黑洞？距离地球遥远的黑洞，其质量是怎样计算出来的？发现“小黑洞”对我们来说意味着什麽？

　　“双星系统”中看不见的那一位

　　此次发现的最小黑洞来源於一个双星系统。双星系统，指的是两颗天体的引力提供向心力，使两者一起围绕同一点旋转的天体组合。在双星系统中，一个恒星依然可以受黑洞的引力吸引，继续围绕其旋转。但是，由於黑洞的巨大引力，光子速度不足以摆脱黑洞引力，永远无法逃逸出去，因此用光学观测手段无法看见黑洞，只能看到其“同伴” 。反过来，只要找到一颗看不见伴星且符合双星系统运动规律的恒星，就可以判断其“伴星”是一个黑洞。根据牛顿运动定律，通过对伴星轨道的观测和计算，研究人员还可以确定这个黑洞的质量。此次研究中，研究人员正是利用上述方法找到了这个最小黑洞。

　　研究人员利用的样本数据是来自於阿帕奇波因特天文台的光谱数据。由於发光天体在远离地球时，从地球上观测其光波频率会下降，反之就会上升，因此研究人员只需根据光波频率增减情况，就可以计算出恒星的运行轨迹，判断一颗恒星是否在围绕一个“同伴”运行。

　　由此，研究人员从寻找双星系统的角度出发，在10万个恒星样本中筛选出了200个值得关注的样本。

　　在其中一个样本里，一颗红巨星看上去像是在围绕另一个“看不见的”恒星转动。研究人员确定这是一个黑洞，并且注意到其质量似乎远小於已知黑洞，而又大於已知最大的中子星。随後研究人员根据阿帕奇波因特天文台星系演化实验室（APOGEE）、盖亚卫星等观测平台传来的补充数据进一步计算发现，这个黑洞的质量大约为3.3倍太阳质量。

　　质量大小至关重要

　　“上世纪三十年代，奥本海默等提出了‘奥本海默极限’ ，认为中子星的质量存在上限。 ”苟利军说， “理论上，质量大於‘奥本海默极限’的中子星将会坍缩。 ”