天鹅座X1最新精准测量结果来了

天鹅座X-1是人类发现的第一个恒星黑洞。几十年来，科学家们一直在对它进行持续的研究。北京时间2月19日凌晨，国际科学杂志《科学》 (Science)和《天体物理学报》(天体物理学杂志)的三篇文章联合发布了最新的精确测量结果——。来自澳大利亚、美国和中国的三个团队分别对黑洞的距离、质量、自旋和演化进行了最精确的测量和限制，发现系统中包含一个质量是太阳21倍的黑洞，以及它的自转。这是人类发现并确认的唯一一个X射线双星系统，黑洞质量是太阳的20多倍，自转如此之快。

中国科学院国家天文台苟利军研究员、学生赵学山、郑是本次研究的主要完成人。苟丽君介绍，天鹅座X1是1964年发现的。它是一个X射线双星系统——，包含一个能够产生X射线源的致密天体和一个蓝色巨人。著名物理学家索恩和霍金曾经就这个致密的天体是黑洞还是中子星打了个赌，霍金坚信它是中子星。20世纪90年代，越来越多的观测证据表明这个致密的天体是黑洞，霍金签字认输。

几十年来，科学家们一直希望准确地“描绘”这个黑洞的性质。2011年，阎利军和他的合作者首次尝试精确测量这个黑洞的性质。阎利军说：“我们当时得到的结果是，这个黑洞系统和地球之间的距离是6067光年，质量是太阳质量的14.8倍。并且发现黑洞的视觉界面是以光速的72%旋转的。”2013年，欧洲航空管理局的GAIA卫星发射，计划精确测量银河系10亿颗恒星的距离。它对天鹅座X1的测量表明它离地球大约7100光年。

这次由澳大利亚柯廷大学的米勒-琼斯教授带领的团队主要完成了天鹅座X1黑洞距离的测量。经过VLBA一系列复杂的科学计算，天鹅座X1黑洞的最新距离为7240光年，精度为8%。在此基础上，合作团队重新分析了光学数据，发现黑洞质量增加了近50%，是太阳质量的21倍，准确率为10%。这是人类发现的唯一一个黑洞X射线双星系统，质量超过太阳的20倍。

苟丽君领导的研究小组主要研究了这个黑洞的自转速度，研究结果发表在《科学》和《天体物理学报》。他说：“黑洞自转只影响黑洞视界面附近几百公里左右的范围，所以需要利用位于该区域的吸积盘产生的光子能量较高的X射线带数据来推断。”研究小组发现，与以前的研究结果相比，黑洞的自我转化更快。黑洞的视觉界面以至少95%的光速旋转，这是唯一已知的以如此高的速度旋转的黑洞系统。在另一篇文章中，科学家推测，为了形成这样重量、自转极快的黑洞，恒星风损失应该比之前估计的要小几倍，这个黑洞的前身恒星质量可能是太阳的60倍。

苟利军认为，系统参数的精确测量为人类提供了与引力波探测到的黑洞进行比较的机会。“天鹅座X1的自转速度极快，表现出与引力波发现的黑洞系统完全不同的自转特性，这意味着这个系统很可能具有与引力波系统完全不同的形成机制。”