早在 18 世紀，人類就意識到了黑洞的存在。自此以後，人類對“神秘”黑洞的探索從未停止。著名物理學家斯蒂芬·霍金（Stephen Hawking）在其最後一部著作《十問：霍金沉思錄》（Brief Answers to the Big Questions）中寫道，“事實有時候比小說更奇妙，黑洞最能真實地體現這一點，它比科幻作家想象的任何東西都更奇妙。”
去年 11 月，一項由中國天文學家主導的重大發現震驚了世界。中國科學院國家天文臺劉繼峰、張昊彤的研究團隊發現了迄今為止最大質量（約為 70 倍太陽質量）的恆星級黑洞。這一“最大恆星級黑洞”的發現，或將改寫有關恆星演化形成黑洞的理論，甚至有助於揭示此前一直被忽略的某種黑洞形成機制。相關論文發表在《自然》雜誌上。
美國激光干涉引力波天文臺（LIGO）臺長大衛·雷茨（David Reitze）將這一發現比 作“推動黑洞天體物理研究復興”的重大事件。
黑洞分為恆星級黑洞（不到 100 倍太陽質量）、中等質量黑洞（100-10 萬倍太陽質量）和超大質量黑洞（10 萬倍太陽質量以上）。目前恆星演化模型只允許在太陽金屬丰度下形成最大為 25 倍太陽質量的黑洞。因此，自相關成果發佈之後，此次 70 倍太陽質量的恆星級黑洞受到了眾多質疑，截止到目前，已有多位學者撰文反駁“最大恆星級黑洞”的說法。有人質疑黑洞質量的大小，也有人甚至認為這根本就不是黑洞。
圖｜黑洞（來源：維基百科）
上週，《自然》雜誌再次發表兩篇關於“最大恆星級黑洞”的文章，中國科學院國家天文臺劉繼峰等學者與比利時魯汶大學物理和天文系副教授烏格斯·薩那（Hugues Sana）上演隔空對話，在線展開辯論。
這一“最大恆星級黑洞”是如何被發現的？去年 11 月，劉繼峰等學者依託郭守敬望遠鏡（LAMOST）在 LB-1 系統中發現了這一個“看不見的傢伙”。
研究團隊通過使用一種名為“徑向速度法”的方法觀測到了一顆光譜為 B 型的“奇怪”恆星，該恆星的特徵吸收線在隨時間擺動的同時，有一條近乎靜止且和 B 型星反相位運行的氫發射線。據此，研究團隊推測，B 型星在圍繞一個“看不見的傢伙”快速轉動，且其質量很大，據當時推測，它是一個約為 70 倍太陽質量的恆星級黑洞。
但要使“最大恆星級黑洞”的結論成立，需要這兩個前提同時成立：
1、“看不見的傢伙”的氫發射線是幾乎靜止，而非靜止不動；
2、B 型星的質量為 8 倍太陽質量。
這也是此次“隔空對話”的焦點。
比利時魯汶大學團隊發出了兩點質疑。他們認為，氫發射線的輕微擺動由 B 型星的吸收部造成，且有可能存在一個由兩顆 4 倍太陽質量的恆星組成的”雙星系統“，因為如果轉速夠快，另一個恆星可能就不會被探測到。
對此，劉繼峰等學者回複稱，他們通過分析最新的光譜觀測數據重新推測出 B 型星的質量最可能為 5 倍至 8 倍太陽質量，從而進一步推斷這個“看不見的傢伙”的質量為 23 至 65 倍太陽質量。儘管在最新的結論中，“看不見的傢伙”的質量與之前“70 太陽質量”的說法有所偏差，但其目前仍為最大的恆星級黑洞。
此外，針對氫發射線輕微擺動的問題，劉繼峰等學者承認由於氫發射線會受到其他多種因素的共同影響，問題要比原先更加複雜。但劉繼峰等學者認為，僅靠“B 型星吸收可以移動氫發射線”這一點無法得出氫發射線靜止的結論；而且，無論是氫發射線的形狀，還是氫發射線的寬度，都不像是來自“雙星系統”。
更有說服力的一點是，劉繼峰等學者找到了新的證據。初步數據表明，來自“帕申系列”光譜線的峰值點可以更好地顯示相對於 B 型星的反相位軌道運動，這表明其來自一個“看不見的傢伙”，而非雙星系統；B 型星與“看不見的傢伙”的質量比為 4.6 – 8.1，與依據氫發射線測出的結果基本一致。
目前，相關論文正在準備中。
