中国科学家发现的大黑洞可能并不存在。
喻京川 / 北京天文馆
11月底,中国天文学家在《自然》杂志上刊文宣称,在距离地球不太远(天文学意义上)的宇宙中,发现了一个不可思议的恒星级大黑洞。这个黑洞的质量已经超出了理论值的上限。如果真是这样,那么这将会动摇天体物理学中与恒星级黑洞形成机制有关的理论。然而近日多名国外科学家发文认为,这篇论文中存在一个明显的错误,导致其结论并不可信。
中国天文学家宣称发现的这个黑洞质量可达太阳的70倍。它存在于距离地球约15000光年的宇宙中,和一颗亮星组成了一对双天体系统(LB-1)。
发现这个黑洞的原理,是通过侦测这个黑洞与其伴星B,在引力的相互影响中所发生的轻微晃动。由于中国科学家发现,这个黑洞的晃动和恒星围绕着黑洞所进行的快速运动之间存在着较大的差异,因此推断这个黑洞的质量远大于恒星的质量,进而得出其质量为太阳70倍的结论。
然而近日一些国外学者指出,中国天文学家用来计算黑洞晃动幅度的依据有问题。
这个依据是所谓的“Hα发射线”。中国天文学家认为,这种发射线来自黑洞周围的吸积盘,因此通过分析“Hα发射线”中微弱的多普勒效应,算出了黑洞的摆动幅度。但是美国加州大学伯克利分校的天文学家Kareem El-Badry和Eliot Quataert,以及比利时鲁汶大学和比利时天文台的一些学者认为,中国天文学家所依据的“Hα发射线”并非是由黑洞周围的吸积盘产生,而是来自它的伴星B。中国科学家从LB-1光谱中提取“Hα发射线”的过程是不成功的。
提出质疑的学者们在论文中认为,LB-1“Hα发射线”身上的多普勒效应只是黑洞的伴星B产生的一种错觉。一旦我们将其产生的源头去掉,这种效应就会消失。
假如“Hα发射线”身上的多普勒效应不存在,那么意味着两种可能。一种是,假如它确实来自黑洞的吸积盘,那么这个黑洞的质量比中国科学家认为的还要大,大到它的伴星根本无法撼动。但这种可能性很小,因为如果是这样,那么我们理应在LB-1身上发现更多的与这样一个巨无霸级黑洞有关的征兆,而事实上我们并没有。
最有可能的一种情形是,LB-1中存在的黑洞质量并没有那么大,处在正常的范围内。我们看到的“Hα发射线”实际上并非是由黑洞的吸积盘产生的,而是源自这个天体系统的其他部分。
来自新西兰、加拿大和澳大利亚的一些科学家还撰文指出,中国科学家对LB-1和地球的距离可能也有误判。但“Hα发射线”是最明显的一个问题。
据悉,中国科学家正在撰写一篇新的论文,以回应这些质疑。论文将于下周发表。
No signature of the orbital motion of a putative 70 solar mass black hole in LB-1
https://arxiv.org/abs/1912.04092
Weighing in on black hole binaries with BPASS: LB-1 does not contain a 70M⊙ black hole
https://arxiv.org/abs/1912.03599
Impossibly Big Black Hole Was Probably Impossible After All
https://livescience/impossibly-huge-black-hole-debunked.html
'Monster Black Hole' Discovery Found to be Incorrect — But That's How Science Progresses
https://space/monster-black-hole-not-so-massive.html