北京时间2月19日消息，北京时间2月19日凌晨，三篇文章在国际科学期刊《科学》和《天体物理学杂志》上联合发表了历史上的第一个发现。 恒星黑洞Cygnus X1（Cygnus X-1）的最新精确测量结果。
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天鹅座X1系统的想象力（版权所有：国际射电天文学研究中心）
来自澳大利亚，美国和中国的三个小组（由中国科学院国家天文台的研究员Gou Lijun带领）分别对黑洞的距离，质量，自旋和演化进行了最准确的测量和限制，并且发现该系统包含一个太阳质量黑洞的21倍，其旋转速度非常接近光速。 这是唯一具有黑洞的X射线双星系统，其质量超过太阳质量的20倍，并且自转的速度如此之快，以至迄今已被发现和证实。 其中，中国科学院国家天文台的研究员，学生赵学山和郑学英是《科学》论文的合作者，并作为《天体物理学杂志》的第一作者和通讯作者发表了论文。系列文章对黑洞旋转的精确测量。
天鹅座X1是X射线双星系统，除了能够产生X射线源的紧凑型恒星外，它还包含一个蓝色巨星。 自从1964年美国探测火箭首次发现该系统以来，高密度天体物理学领域就一直关注稠密物体是黑洞还是中子星的问题。 1970年代，物理学家索恩（Thorne）和霍金（Hawking）对此也下了赌注，他们还建立了书面证据。 直到1990年代，越来越多的观察证据表明该系统的中心应该是黑洞，霍金签署了他的赌博协议。
尽管霍金投降了，但缺乏对该系统本质的精确测量。 2011年，研究员苟立军及其合作者首次尝试准确测量该黑洞的性质。 当时的结果是，该黑洞系统与地球之间的距离为6067光年，其质量是太阳质量的14.8倍，并且发现黑洞的视界正在旋转，其水平为太阳的72％。光速。
2013年，欧洲航空局的盖亚（GAIA）卫星发射升空，计划精确测量银河系中10亿颗恒星的距离，包括包括天鹅座X1在内的X射线双星。 结果，盖亚卫星给出的天鹅座X1的距离比以前的距离更远，约为7,100光年。 在刚刚发表在《科学》上的一篇文章中，由澳大利亚科廷大学的米勒·琼斯教授领导的一个团队使用了美国的超长基线干涉测量阵列（VLBA），通过三角视差法确定了与天鹅座X1的距离。 测量并再次确认。 该团队将新的观测数据与先前的观测数据结合在一起，并消除了由天鹅座X1的喷射运动引起的系统误差影响。 最终，获得了天鹅座X1黑洞的最新距离，为7240光年。 ，精度达到8％，该距离与盖亚卫星给出的距离完全相同。 在此基础上，合作团队重新分析了光学数据，发现黑洞的质量增加了50％，是太阳质量的21倍，准确度为10％。 目前，它是X射线双星系统中唯一质量超过太阳20倍的恒星。 质量黑洞X射线双星系统。
黑洞的旋转仅影响接近黑洞视觉界面的几百公里范围，因此有必要使用该区域内吸积盘产生的具有更高光子能量的X射线波段数据来推断。 研究员苟立军领导的研究小组根据新近获得的距离和质量测量结果对X射线光谱数据进行了分析，从而精确地限制了黑洞的旋转速度。 与之前的测量结果相比，发现这次测量的黑洞旋转更大。极端情况下，黑洞的视界旋转的速度至少是光速的95％。 这是唯一已知的以如此高的速度旋转的黑洞系统。 详细的分析过程已发布在今天在线的《天体物理学杂志》上。 同时，今天在线上的“科学”文章也详细说明了这种自旋的总结结果。
完整，高精度的系统参数测量使团队可以对系统的发展进行更严格的限制。 澳大利亚莫纳什大学的曼德尔教授，也是《科学》文章的合著者，领导了另一篇有关恒星演化的文章，发表在《天体物理学杂志》上。 本文显示，为了形成一个重量如此轻且旋转得非常快的黑洞，恒星风的损失应该比以前预期的小几倍，而这个黑洞的前身重达太阳质量的60倍。
准确的系统参数测量还为我们提供了与重力波检测到的黑洞进行比较的机会。 天鹅座X1的旋转非常快，与重力波发现的黑洞系统表现出完全不同的旋转特性，这也意味着该系统可能具有与重力波系统完全不同的形成机制。
论文链接：（2月18日东部时间下午2点在线）
1。“天鹅座X-1包含一个21太阳质量的黑洞-对大质量恒星风的影响”，发表于2021年2月18日的《科学》杂志上。
2。“重新估计天鹅座X-1黑洞的自旋参数”，发表在2021年2月18日的《天体物理学杂志》上。
3。“从天鹅座X-1推算的剥离星的风质量损失率”，发表于2021年2月18日的《天体物理学杂志》上。