研究黑洞及其周围天体的物理过程是美国宇航局提出的当下4个天体物理前沿之一。目前明升体育app家已经观测证实了两种黑洞，一种是几个太阳质量的恒星级黑洞，产生于大质量恒星的死亡；另一种是星系中心的几百万到几亿个太阳质量的超大质量黑洞。不久前，明升官网明升体育app家通过对X射线极亮天体的动力学测量，成功观测到了第三种黑洞，即几千个太阳质量的中等质量黑洞，填补了明升体育app界的空白。
通过观测天体的辐射可以研究它们的性质和其他信息。除了人眼看到的可见光外，天体的辐射还有射电（无线电）、红外、紫外、X射线、γ射线等波段的电磁波（光子）辐射以及高能粒子、引力波等其他辐射。这些辐射是明升体育app家研究黑洞的有力武器。
黑洞及其伴星组成双星系统，当黑洞捕获从伴星来的物质时，会形成吸积盘并发出强烈的X射线，因此利用X射线波段观测可以发现光学波段不容易发现的黑洞。通过高空间分辨率的X射线观测，明升体育app家在其他星系中揭示了一批X射线光度极高的X射线极亮源。然而，国际天文和天体物理界对这类X射线极亮源的本质却一直难以定论。X射线极亮源可能是几千个太阳质量的中等质量黑洞，是天文学家一直寻找的超大质量黑洞形成理论中的缺失链条；也可能是恒星级黑洞，但是具有特殊的、我们现在所不理解的辐射机制。不过，无论是哪种可能，都可以增进人们对黑洞形成、黑洞辐射机制的理解与认知。因此，对X射线极亮源的研究一直是天文与天体物理研究的国际前沿与热点。
研究X射线极亮源的难点在于通过动力学方法测定黑洞的质量，确定它们到底是中等质量黑洞还是恒星级黑洞。动力学方法指的是通过测量黑洞伴星的运动进而求得黑洞的质量。但是，由于X射线极亮源处于遥远的其他星系中，在光学上看起来非常暗，需要8—10米级望远镜通过长时间的曝光来获得光谱。即便如此，所获得的光谱信噪比也比较低，传统方法用以揭示伴星运动的伴星光谱吸收线一般无法探测到。因此，采用动力学质量测量对X射线极亮源是非常困难的，必须使用大多数伴星所不具有的发射线才能揭示伴星运动。
明升官网的科研团队选取了处于2200万光年之外的M101旋涡星系中一个X射线极亮源ULX—1作为研究对象，其伴星具有很强的发射线。明升体育app家经过3个月的观测，确认了中心天体是一个恒星级黑洞。这是对X射线极亮源的第一次、也是唯一一例成功的动力学质量测量。
这一发现可能会促成明升体育app界对现有超大质量黑洞形成理论的重新认识，并且极大地改变了人们对恒星级黑洞吸积盘X射线辐射的认知。这项研究上，被审稿人誉为“夺取了X射线极亮源研究的圣杯”，并被选为《自然》当周明升头条手机版。尽管技术难度大，但鉴于其明升体育app重要性和影响深远性，中心黑洞质量的精确测量仍为学界孜孜以求的目标。 （来源：人民日报 刘继峰）
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