上月底，《自然》雜志在線發(fā)布了一篇轟動科學界的論文，中國天文學家利用郭守敬望遠鏡（LAMOST）的巡天優(yōu)勢，在一個已命名為LB-1的雙星系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)了一顆“不可能存在”的黑洞之王，質(zhì)量達太陽的70倍——這在現(xiàn)有理論框架下無法解釋。

根據(jù)恒星演化模型，在太陽的金屬豐度下，最多只可能形成不超過25倍太陽質(zhì)量的黑洞。LB-1系統(tǒng)中存在70倍太陽質(zhì)量的黑洞，要么它以前是一個三星系統(tǒng)，形成兩顆黑洞合并了；要么恒星演化形成黑洞的理論將被改寫。

這一發(fā)現(xiàn)立刻引起了全球科學家的廣泛關(guān)注，但本周發(fā)表在預印服務(wù)器arXiv的三篇論文卻揭示，LB-1中的黑洞是正常質(zhì)量的黑洞，中國科學家很可能算錯了。

黑洞在宇宙中是不可見的，通常只能通過間接效應(yīng)或引力波來發(fā)現(xiàn)。由于黑洞吞吃物質(zhì)時，會在周圍形成巨大的吸積盤，科學家們通過觀察吸積盤的明亮X射線，就能發(fā)現(xiàn)黑洞的存在，并通過和周圍天體的相互作用，估測它的大小。

然而LB-1的黑洞，和伴星相距太遠，達到了1.5個天文單位，很難從伴星中獲得氣體，因此不能通過X射線觀測發(fā)現(xiàn)它。宇宙中有很多這樣的黑洞，但都很難發(fā)現(xiàn)，科學家們估計，僅銀河系中可能就有上億個。

不過中國科學家發(fā)現(xiàn)，通過觀測恒星系統(tǒng)的多普勒頻移和Hα發(fā)射線的移動，可以間接地發(fā)現(xiàn)和研究黑洞。

LB-1系統(tǒng)中的恒星和黑洞互繞運行，當某個天體向著地球運動時，光波變短，產(chǎn)生藍移，遠離地球而去時，波長變長，發(fā)生紅移；通過測量LB-1系統(tǒng)的多普勒頻移變化，科學家就可以確定天體的速度，進而確定它們的質(zhì)量。如果恒星和黑洞速度相同，那么它們質(zhì)量相同；如果一個比另一個快很多，則意味著黑洞的質(zhì)量會大得多。

而Hα發(fā)射線是一條氫的紅色發(fā)射線，中國科學家發(fā)現(xiàn)，LB-1的這條紅色發(fā)射線幾乎靜止不動，只是稍微在擺動，這意味著是一顆恒星在圍繞一個看不見的巨大質(zhì)量的東西轉(zhuǎn)動，恒星的質(zhì)量和黑洞相差懸殊，因而導致發(fā)射線僅僅是稍微在擺動。

來自加州大學伯克利分校的天文博士生埃爾-巴德里則認為，這條發(fā)射線只是看起來像是在移動，但根本沒有擺動，之所以造成這種錯覺，是因為還有一條吸收線在它的下面，導致了錯覺的發(fā)生，以為產(chǎn)生了多普勒頻移。通過使用中國科學家的數(shù)據(jù)，埃爾-巴德里簡單地從發(fā)射線的測量值中減去吸收線，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)射線根本沒有擺動。

這意味著什么呢？要么這個黑洞遠遠超過70個太陽質(zhì)量，要么LB-1中存在一個正常的黑洞，而發(fā)射線來源于其它天體。埃爾-巴德里的團隊認為，這條發(fā)射線可能主要來自于環(huán)繞雙星系統(tǒng)的物質(zhì)，而不是其中的任一個天體。他們估計LB-1中的黑洞，質(zhì)量在5到20個太陽之間，但無法準確計算，中國科學家絕對算錯了。

另外兩篇論文中，比利時魯汶大學天文研究所的科學家使用了和埃爾-巴德里團隊類似的方法，但利用不同的望遠鏡收集了其它雙星系統(tǒng)的光譜，并在發(fā)射線下放了一條吸收線進行模擬計算，結(jié)果表明這條線似乎確實在來回移動，證實了這些系統(tǒng)中的發(fā)射線只是看起來像是在移動。

而新西蘭的科學家則模擬了不同類型的雙星系統(tǒng)，希望發(fā)現(xiàn)與LB-1類似的觀測結(jié)果，但沒有發(fā)現(xiàn)有70倍太陽質(zhì)量黑洞的。

一些科學家認為，發(fā)生這種事情是正常的，對以前結(jié)果進行修正是科學進步的表現(xiàn)。

中國的科學家團隊正在對這些論文進行審視，預計在下周將發(fā)布一篇新的論文。

我們還不知道最終的結(jié)果會是怎樣，不過科學家們都認為LB-1的黑洞并沒有從伴星上吸取什么氣體，這張藝術(shù)想象圖卻把吸積盤畫得這么明顯，似乎確實有些不好理解。然而科學是嚴謹?shù)?，中國科學家還專門申請了世界上其它國家的望遠鏡進行驗證，相信在新的論文里會有合理的解釋。