宇宙的五大超级黑洞(郭守敬望远镜发现迄今最大恒星级黑洞)

新京报快讯(记者 张璐)11月28日,记者从中科院国家天文台获悉,中国天文学家依托我国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST),发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞,并提供了一种利用LAMOST巡天优势寻找黑洞的新方法。

北京时间2019年11月28日凌晨,国际科学期刊《自然》发布了中国科学院国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队的这项重大发现。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,有望推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。

LB-1的艺术想象图(喻京川 绘)。国家天文台供图

首次发现70倍太阳质量恒星级黑洞

黑洞是一种本身不发光的神秘天体。任何物质,包括光也无法从它身边逃离。根据质量的不同,黑洞一般分为恒星级黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。这其中,恒星级黑洞是由大质量恒星死亡形成的,是宇宙中广泛存在的“居民”。

理论预言银河系中有上亿颗恒星级黑洞,但迄今为止,天文学家仅在银河系发现了约20颗恒星级黑洞——而且都是通过黑洞吸积伴星气体所发出的X射线来识别的、质量均小于20倍太阳质量的黑洞。

找到新的方法,发现数量巨大、没有X射线辐射的黑洞,成了天文学界近年来研究的热点和难点。

2016年秋季开始,国家天文台领导的研究团队利用LAMOST开展双星课题研究,历时两年监测了一个小天区内3000多颗恒星。结果发现,在一个X射线辐射宁静的双星系统(LB-1)中,一颗8倍太阳质量的蓝色恒星,围绕一个“看不见的天体”做着周期性运动。不同寻常的光谱特征表明,那个“看不见的天体”极有可能是一颗黑洞。

研究人员随即进行了“确认”:他们通过西班牙10.4米口径加纳利大望远镜和美国10米口径凯克望远镜,进一步确认了LB-1的光谱性质,计算出该黑洞的质量大约是太阳的70倍。

值得一提的是,在两年之久的监测时间里,LAMOST共为这项研究做了26次观测,累积曝光时间约40个小时。刘继峰表示,如果利用一架普通四米口径望远镜来寻找这样一颗黑洞,同样的几率下,则需要40年的时间——这充分体现出LAMOST超高的观测效率。

LB-1和引力波并合事件、X射线方法发现的黑洞的质量分布。国家天文台供图

有望开创批量发现黑洞新纪元

目前恒星演化理论预言在太阳金属丰度下只能形成最大为25倍太阳质量的黑洞。这颗新发现黑洞的质量已经进入了现有恒星演化理论的“禁区”。

美国激光干涉引力波天文台(LIGO)从2015年起,通过探测引力波的方法发现了数十倍太阳质量的黑洞;2017年,雷纳·韦斯、基普·索恩和巴里·巴里什因在LIGO的建造和引力波探测方面的贡献被授予诺贝尔物理学奖。

LIGO台长大卫·雷茨评论,“在银河系内发现70倍太阳质量的黑洞,将迫使天文学家改写恒星级黑洞的形成模型。这一非凡的成果,将与过去四年里美国激光干涉引力波天文台(LIGO)及欧洲室女座引力波天文台(Virgo)探测到的双黑洞并合事件一起,推动黑洞天体物理研究的复兴”。

接下来,利用LAMOST极高的观测效率,天文学家有望发现一大批“深藏不露”的黑洞,开创批量发现黑洞的新纪元。

这项工作是基于LAMOST(中国兴隆)、加纳利大望远镜(西班牙加纳利群岛)、凯克望远镜(美国夏威夷)和钱德拉X射线天文台(美国)的观测数据完成的。本研究共包括55位作者,来自中国、美国、西班牙、澳大利亚、意大利、波兰和荷兰7个国家28家单位。

新京报记者 张璐

编辑 白爽 校对 刘军

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银河系中心超大质量黑洞叫什么(10亿颗太阳质量怪兽级黑洞)

超大质量黑洞是宇宙间最神秘而恐怖的存在,它如同怪兽一样潜伏在星系中央,统治着星系内的所有天体。银河系中心的超大质量黑洞被称为人马座A*,质量相当于400万颗太阳。最近,科学家在130亿光年外发现了一个异常巨大而古老的黑洞。它的质量为太阳的10亿倍,正在“锁定”地球方向释放能量极高的黑洞喷流!

意大利Insubria大学Silvia Belladitta领导的研究团队在上周的《天文学与天体物理学》期刊上发布这一重大发现。这个黑洞的代号为PSO J0309 27,是迄今为止人类发现的最古老的“耀变体”黑洞。科学家解释说,耀变体是一种源自超大质量黑洞的活动星系核(AGN)。它在星系中心疯狂吞噬周围的气体、尘埃和恒星,物质跌落黑洞形成超高温吸积盘,同时以接近光速向外喷出能量极高的射流。

研究人员表示,活动星系核是宇宙中最明亮的光源,但要想观测到它必须面对黑洞喷流的方向,每100个活动星系核中,大约只有1个恰好“瞄准”地球。研究团队通过分析新墨西哥州NRAO超大阵列(VLA),夏威夷全景测量望远镜和广域红外测量太空望远镜等多个天文台的数据最终揭示了PSO J0309 27的存在。

综合以上研究成果,研究小组估计位于星系中心的超大质量黑洞大约为10亿颗太阳质量。根据其光谱红移值判断,PSO J0309 27距离我们极为遥远,从它那里出发的高能粒子抵达地球前,已经在宇宙中旅行了130亿年,因此不会对人类构成任何威胁。

Belladitta表示,PSO J0309 27的发现对研究超大质量黑洞的起源有重要的参考价值,说明诞生仅10亿年的早期宇宙中很可能存在大量怪兽级黑洞。未来研究人员希望随着超灵敏天文望远镜的投入使用,能够发现更多宇宙早期的神秘天体。

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世界最大的超级豪华邮轮(耗资33亿的全球最大邮轮)

随着时代的发展,越来越多的人开始追求高品质的生活,而旅游便可以很好满足这种需求,海上游就是其中的一种方式,不过海上游最重要的还是乘坐的邮轮,一般来说,邮轮只不过是一种乘坐工具而已,但是有些好的邮轮可堪比一座“海上城市”,在旅游欣赏美景的同时,也不错过享受悠闲生活。今天要说的这座全球最大邮轮就是这么一个例子,长339米高72米,重达16万吨,比泰坦尼克号还要大3倍,它就是“海洋独立号”。

只是单单从表面来看,相信很多人都会被这座邮轮所震撼到,毕竟这座邮轮投资超过4亿英镑,约合33亿人民币,是由芬兰阿克尔造船厂耗时2年制造而成,这里值得一提的是,芬兰阿克尔造船厂虽然是欧洲四大豪华邮轮制造船厂之一,手艺高超,有270多年的历史,但是最后却反被韩国的一家集团收购,不管怎么说,“海洋独立号”一经问世,便超越了之前的“玛丽女王二世”,成为了新一代全球最大的邮轮。

除了邮轮本身外表之外,邮轮内部的建设也是极尽奢华,长339米高72米的体型,让它有着近18层楼可利用空间,其中就修建2000多个船舱,满打满算的话,可以搭载5300多人,要知道大名鼎鼎的泰坦尼克号也不过是长269米高31米,可搭载3500多名乘客,而如果将“海洋独立号”倒立起来的话,其甚至比巴黎埃菲尔铁塔还要高,光船上表面所用的涂料就用了44万多升,由此可见,全球最大涂料邮轮的称呼确实是名不虚传。

而且邮轮上面的设施也是应有尽有,与其说它是一艘船,但不如说它是一座微型的“海上城市”,滑冰场、电影院、酒吧、桑拿房等等,甚至连高尔夫球场、休闲大街都有,娱乐方式可谓是丰富多彩,也正是因为这些原因,其开通的旅游路线非常受欢迎,甚至有人选择来这里举行浪漫婚礼,连旅游度蜜月都可以一起进行了,价格也是可以接受,票价最低有的也才2000多元。

值得一提的是,“海洋独立号”上还甚至还有一个堪称为“全球最大的海上体育馆”,别看是在海上,但是其规模却一点都不小,光教练就有专门配置有30名,各种比赛场地更是有近百块,其上面的电影院更有可以容纳1300多名乘客同时观看,而且这些乘客每年消耗的酒水就多达60万升,龙虾几十吨,说它是一个“海上城市”一点都没错,完全可以在上面生活了。

也许有人会问了,“海洋独立号”再怎么豪华也只是一艘船而已,还能一直在上面生活不成,普通人也无法承担在上面的高生活成本呀。其实还真有人试过这种邮轮生活,不过不是在“海洋独立号”上,而是在之前的“玛丽女王二世”邮轮上,就有一个人邮轮上住了10年之久,每个月的生活成本大约是3万元,有吃有玩,每天还能周游世界,如果不是后来“玛丽女王二世”邮轮停航,估计这个人还会一直住下去。

如果有喜欢这种海上周游世界生活的朋友,那么这里或许会让你很喜欢吧,如果是你有这种条件的话,你会不会选择这种轮船生活吗?还是留在陆地世界呢?

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