（奇闻818网qiwen818.com报道）据EurekAlert!：一项新的研究显示，X射线双星空岛统天鹅座X-1中的黑洞是如此很大——其重约21个恒星质量，因而挑战了目前的太阳演化模型。黑洞的质量最后取决于其母太阳的属性，并通常受到终其一生的因太阳风而损失质量的约束。如果黑洞与双星伴星发生相互作用，该系统会发出X射线并有时会形成射电喷流，后者会令该系统以X射线双星形式见于电磁观测。
对已知X射线双星进行的测量显示，这些系统中的黑洞质量均低于20个恒星质量（M☉），其中最大的为15-17 M☉。然而，对黑洞合并事件的引力波探测则发现了质量更大的黑洞（上达50 M☉），它所揭示的这一差异挑战了目前有关大质量太阳黑洞形成的理论。在这里，James Miller-Jones和同事介绍了用超长基线阵列（VLBA）对天鹅座X-1的新观察；天鹅座X-1是我们银河系中的一个得到充分研究的太阳质量黑洞。在2016年5月29日至6月3日间，他们用VLBA对天鹅座X-1进行了6次观测（每天1次）。
Miller-Jones等人用该新数据和存档的观测资料细化了到X射线双星的距离并发现它比以前估计的距离更远，从而将该系统黑洞的推断质量提高到21 M☉。新的测量结果将天鹅座X-1确立为目前已知的由电磁探测发现的质量最大的太阳黑洞。据作者披露，对存在于银河系中的质量如此很大的黑洞来说，在前身太阳演化时通过太阳风所失去的质量肯定会低于目前模型的预测。
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（奇闻818网qiwen818.com报道）据新浪科技：北京时间2月19日凌晨，国际科学期刊《科学》（Science）杂志和《天体物理学报》（Astrophysical Journal）的三篇文章联合发布了对古代上发现的第一个太阳级黑洞——天鹅座X1（Cygnus X-1）的最新精确测量结果。
来自澳大利亚、美国和中国（中国科学院国家天文台苟利军研究员牵头）的三个团队区别独立对黑洞的距离、质量、自旋及其演化做了最为精确的测量和限制，发现此系统包含了一个21倍恒星质量的黑洞，并且其自转速度极接近光速。这是迄今发现并确认的唯一一个黑洞质量超过20倍恒星质量且自转如此之快的X射线双星空岛统。其中，中国科学院国家天文台苟利军研究员及学生赵雪杉、郑雪莹为《科学》杂志论文的合作者，并当作第一作者及通讯作者在《天体物理学报》发表系列中关于黑洞自转精确测量的文章。
天鹅座X1是一个X射线双星空岛统，除了包含能够产生X射线源的致密星之外，还包含一个蓝巨星。自从这个系统在1964年被美国探空火箭第一次发现以来，其中致密天体究竟是黑洞还是中子星的问题一直是高能天体物理研究领域的热点。上世纪70年代，物理学家索恩和霍金也为此打赌，还立下了字据。直到上世纪90年代，越来越多的观测证据表明这个系统中心应该是黑洞，霍金才签字表示认赌服输。
尽管霍金已经认输，然而对于这个系统的性质一直缺乏精确的测量。2011年，苟利军研究员和合作者就对这颗黑洞的性质第一次做了一次精确测量的尝试。当时得出的结果是：这个黑洞系统与地球的距离为6067光年，质量为14.8倍的恒星质量，并且发现黑洞的视界面在以72%的光速转动。
2013年，欧洲航空局的盖亚（GAIA）卫星发射升空，计划对银河系内的10亿颗太阳的距离进行精确测量，当然也包括天鹅座X1在内的X射线双星。结果，盖亚卫星所给出的天鹅座X1的距离要比之前的距离远一些，大约为7100光年。在刚刚发表在《科学》上的文章中，来自澳大利亚柯廷大学的米勒-琼斯教授所领导的团队，利用美国的甚长基线干涉阵列（VLBA），通过三角视差方法对天鹅座X1的距离再次进行测量和确认。团队把新的观测数据和之前的观测数据相结合，同时消除了天鹅座X1的喷流运动所导致的系统误差效应之后，最后得到了天鹅座X1黑洞的最新距离，这一结果为7240光年，精度达到8%，这个距离和盖亚卫星给出的距离完全一致。在此基础之上，合作团队重新分析光学数据，发现黑洞质量增加了50%，增加到了21倍的恒星质量，精度为10%，这是X射线双星空岛统中目前唯一一个主星质量超过20倍恒星质量的黑洞X射线双星空岛统。
黑洞自转仅仅影响靠近黑洞视界面大约几百公里的范围，所以需要利用位于此区域的吸积盘所产生的光子能量更高的X射线波段数据来推断。苟利军研究员领导的研究团队结合新得到的距离和质量的测量结果，分析了X射线光谱数据，从而对黑洞的自转速度进行了精确限制，相比之前的测量结果，发现此次测量的黑洞转动更加极端，黑洞视界面正在以至少95%的光速自转，这也是目前已知的唯一一个以如此高速度转动的黑洞系统。详细的分析过程发表在今天上线的《天体物理学报》上。同时，这一关于自旋的总结结果也在今天上线的《科学》文章中进行了阐述。
系统参数完整并且高精度的测量使得团队可以对此系统的演化过程做出一个更严格的限制。同为《科学》文章合作者的澳大利亚莫纳什大学的曼德尔教授领衔了另外一篇发表在《天体物理学报》上关于太阳演化的文章。这篇文章表明，要想形成如此重量并且转动极快的黑洞，星风损失应该要比之前预计的小好几倍，而此黑洞的前身星重达60倍的恒星质量。
精确的系统参数测量也给我们提供了和引力波所探测到的黑洞进行比较的机会。天鹅座X1的自转极快，这和引力波所发现的黑洞系统表现出完全不同的转动特征，这也意味着此系统很有可能与引力波系统有着完全的不同形成机制。
论文链接： （美国东部时间2月18日下午2点上线）
1.‘Cygnus X-1 contains a 21-solar mass black hole – implications for massive star winds’， published in Science on February 18th， 2021。
2.‘Reestimating the Spin Parameter of the Black Hole in Cygnus X-1’， published in The Astrophysical Journal on February 18th， 2021。
3.‘Wind mass-loss rates of stripped stars inferred from Cygnus X-1’， published in The Astrophysical Journal on February 18th， 2021。
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