日前，中科院國家天文臺研究員劉繼峰領導的國際團隊在世界上首次成功測量到X射線極亮天體的黑洞質量，在該領域獲得重大突破，將增進人們對黑洞及其周圍極端物理過程的認識。該研究成果11月28日發表在國際權威雜志《自然》上。

據介紹，自上世紀九十年代，天文學家陸續在遙遠星系中發現了一批X射線光度極高的天體，它們可能是人們一直尋找的中等質量黑洞，也可能是具有特殊輻射機制的幾個或幾十個太陽質量的恒星級黑洞。國際天文和天體物理界對此一直難以定論，眾說紛紜。

“要確定這些天體是什么，關鍵與難點是通過動力學方法測定其中心黑洞的質量。這不僅可以解決關于這類天體本質的爭論，還可以增進人們對黑洞形成、黑洞輻射機制的理解與認知。”劉繼峰說。

由于這類天體距離我們十分遙遠，通常為幾千萬光年，同時X射線照射黑洞吸積盤而產生的光污染也非常強，因此測量極其困難。歐美學者多次利用世界最先進的8至10米級光學／紅外望遠鏡進行長時間觀測，但均未獲得成功。盡管技術難度大，但由于其科學重要性和影響深遠性，中心黑洞質量的精確測量仍是學界孜孜以求的目標，被譽為這一領域的“圣杯”。

劉繼峰團隊通過精心設計研究方案，巧妙選取有特色的天體目標，成功申請到位于美國夏威夷的8米大型雙子望遠鏡以及10米凱克望遠鏡各20小時的觀測時間，在三個月的時間跨度上對漩渦星系中X射線極亮源M101ULX-1進行了研究，并確認其中心天體為一個質量與恒星可比擬的黑洞。

“我們選擇了一個合適的X射線極亮源進行觀測研究，這是我們成功的關鍵。”劉繼峰說，這個黑洞加伴星形成的黑洞雙星系統位于2200萬光年之外，是人類迄今發現的距離地球最遙遠的黑洞雙星。

通過觀測伴星光譜的移動，經過模型計算，劉繼峰等最終推斷出了中心黑洞的質量，這是國際上對X射線極亮源動力學質量的首次、也是唯一一例成功的測量。

此外，劉繼峰團隊發現，過去天文學家對黑洞吸積的“經典”研究結果難以解釋他們最新觀測到的現象，劉繼峰表示，“我們的研究結果突破了現有的理論框架范疇，如何對理論進行進一步擴展，還有很多工作要做。”

（原載于《人民日報》2013-11-29 第12版）