呀黑洞！怎么还长大了呢?
原作：Pete Wheeler & Lauren Sydoruk
编译：张雨荷
校对：唐佳欣 毕琳
排版：邱煜欣
后台：库特莉亚芙卡 李子琦 徐⑨坤 胡永葳
原文链接：https://www.icrar.org/biggest-black-hole/
最近发表在《科学》杂志上的研究表明，天鹅座X-1的系统包含有史以来在不使用引力波的情况下所检测到的最大的恒星质量黑洞。对于史上第一个被发现黑洞的新观测结果， 天文学家们开始质疑对宇宙最神秘的天体是否不够了解。
天鹅座X-1是目前科学家们发现的离地球最近的黑洞之一。1964年，它被美国新墨西哥州发射的亚轨道火箭上所携带的一对盖革计数器发现。天鹅座X-1也曾经是物理学家霍金和基普索恩之间著名的科学赌注的焦点。1974年，霍金和索恩打赌，赌天鹅座X-1到底是不是黑洞。赌注也很有趣：如果霍金胜利，索恩给他订阅4年的时政杂志《私探》，而如果索恩赢了，霍金则给他订阅一年的成人杂志《阁楼》。霍金还曾在他的畅销书《时间简史》中提到了这个赌约，他说他和索恩的这场赌局对他来说更像是一种保险。他终其一生致力于研究黑洞，如果事实证明黑洞不存在，他的所有工作都将失去意义。如果在那种情况下他能够赢得赌注，也算是聊以慰藉。
后来在1990年，科学界已经收集了足够的观测数据证明天鹅座X-1系统确实存在黑洞，霍金也真的给索恩订了一年的《阁楼》，为此他还被索恩的老婆臭骂了一顿。
天鹅座X-1系统的概念图。天鹅座X-1包含了有史以来在不使用引力波的情况下探测到的最巨大的恒星质量黑洞，其质量是太阳的21倍。
图片来源：国际射电天文学研究中心（ICRAR）
在这项最新工作中，一个国际天文学家团队使用甚长基线阵列（VLBA,由美国10架射电望远镜组成的一个干涉阵列）与三角视差法一起测量了空间距离。“通过从不同的位置观察同一个物体，我们可以测量物体相对于背景的移动距离来计算它离我们的距离，”来自科廷大学和国际射电天文学研究中心的首席研究员詹姆斯·米勒-琼斯教授解释道。“如果你把手指伸出来放在眼前，一次用一只眼睛观看，你会发现你手指的位置似乎从一个点跳到另一个点。”科学家们就是利用这个方法观测到了天鹅座X-1到我们的距离。
三角视差法示意图。天文学家从不同的角度观察天鹅座X-1系统，利用地球绕太阳的轨道来测量该系统在背景恒星中的相对运动，从而得出我们和该系统之间的距离，并进一步确定黑洞的质量。
图片来源：国际射电天文学研究中心
“在六天的时间里，我们观测到了黑洞的完整轨道，同样使用的是甚长基线阵列和三角视差法”，米勒-琼斯教授说。“新的观测结果表明，天鹅座X-1系统比我们之前认为的更远，并且黑洞的质量也明显更大”。如此巨大的黑洞像是在挑战天文学家如何解释它们的形成。
来自莫纳什大学的伊利亚·曼德尔教授表示：“从恒星表面刮过的恒星风将恒星的质量带到周围的环境中。但是要制造出如此巨大的黑洞，需要调低一颗明亮的恒星在其一生中损失的质量” ，这表明我们现有的演化模型可能高估了星风的质量损失率。“天鹅座X-1系统中的黑洞最初是一颗质量约为太阳60倍的恒星，它在数万年前坍塌了”， 伊利亚·曼德尔教授补充道。“令人难以置信的是，它每隔五天半就围绕着它的伴星（一颗超巨星）运行一次，绕行距离只有日地距离的五分之一。“这些新的观测告诉我们，这个黑洞的质量是太阳质量的20多倍，比以前的估计增加了50%。”
最近的观测显示，天鹅座X-1系统中的黑洞质量是太阳的21倍——比之前的估计增加了50%。
图片来源：国际射电天文学研究中心
这篇论文的合著者，中国科学院国家天文台的博士生赵雪杉表示：“利用对黑洞质量及其离地球距离的最新测量结果，我能够确认天鹅座X-1正在以令人难以置信的速度旋转——非常接近光速，比迄今为止发现的任何其他黑洞都要快”。