央廣網(wǎng)北京2月19日消息 據(jù)中央廣播電視總臺中國之聲《新聞晚高峰》報道，仰望蒼穹，浩瀚的宇宙有無數(shù)天體，其中一個特殊的存在就是黑洞，黑洞一直是宇宙中最神秘的謎團之一。

黑洞是一種體積極小、質(zhì)量極大的天體，在宇宙中它如同“吞噬之口”，吞噬一切，連光也無法逃逸。

根據(jù)質(zhì)量的不同，黑洞大致分為恒星級黑洞(100倍太陽質(zhì)量以下)、中等質(zhì)量黑洞(100-10萬倍太陽質(zhì)量)和超大質(zhì)量黑洞(10萬倍太陽質(zhì)量以上)。恒星級黑洞是由大質(zhì)量恒星死亡形成的，是宇宙中廣泛存在的 “居民”。

一顆恒星演化到最后如果剩下的質(zhì)量太多（大于3倍太陽質(zhì)量），多到既不能形成白矮星，也不能成為中子星，一旦進入死亡階段，就沒有任何力量可以阻止這顆恒星在終極引力的作用下持續(xù)塌縮，最終形成致密的黑洞。

歷史上人類發(fā)現(xiàn)的第一個黑洞候選天體叫天鵝座X1。

天鵝座X1是一個X射線雙星系統(tǒng)，除了包含能夠產(chǎn)生X射線源的致密星之外，還包含一個藍巨星。自從這個系統(tǒng)在1964年被美國探空火箭首次發(fā)現(xiàn)以來，其中致密天體究竟是黑洞還是中子星的問題一直是高能天體物理研究領(lǐng)域的熱點。

上世紀70年代，物理學家索恩和霍金也為此打賭，還立下了字據(jù)。直到上世紀90年代，越來越多的觀測證據(jù)表明這個系統(tǒng)中心應(yīng)該是黑洞，霍金才簽字表示認賭服輸。盡管霍金已經(jīng)認輸，但對于這個系統(tǒng)的性質(zhì)一直缺乏精確的測量。

黑洞的質(zhì)量自然是個天文數(shù)字，但它到底有多重，距離我們多遠呢？2011年，國家天文臺研究員茍利軍和合作者就把測量的目標對準了這顆黑洞?！八侨祟惏l(fā)現(xiàn)的第一個恒星級黑洞系統(tǒng)，吸引了更多的注意力。相比于其他黑洞，它是比較近的。正是這兩方面原因，吸引我們對它做非常詳細的研究。”茍利軍說。

那么，黑洞如此之大，是通過什么方法測量它的質(zhì)量呢？茍利軍解釋，測量黑洞質(zhì)量的原理與測量地球、太陽的質(zhì)量原理相同。“在地球周圍有月亮。我們測量出月亮到地球之間的距離，并且測量出月球運動速度，那就能算出地球的質(zhì)量。相似的，比如在太陽周圍有很多行星，如果我們知道地球到太陽之間的距離，知道地球的運動速度，那就能算出太陽的質(zhì)量。”

但是，黑洞的神秘感要比太陽和地球大得多，因此，測量的難度也更大，不確定性因素更多?！皽y量恒星運動，其軌道不一定是圓形，恒星圍繞黑洞繞轉(zhuǎn)的過程就不一定是圓形，可能是橢圓軌道。另外，恒星形狀也會發(fā)生一些形變，使其測量過程更加復雜。首先我們需要在觀測方面有比較好的精度，同時在得到觀測數(shù)據(jù)進行擬合的過程中，需要考慮這種算法是不是完全?！逼埨娬f。

2011年，茍利軍團隊測量得出的結(jié)果是：這個黑洞系統(tǒng)與地球的距離為6067光年，質(zhì)量是太陽的14.8倍，并且發(fā)現(xiàn)這個黑洞的視界面在以72%的光速轉(zhuǎn)動。但兩年后，歐洲航空局的蓋亞衛(wèi)星發(fā)射升空，測量出的天鵝座X1的距離要更遠一些，大約為7100光年。

因此，來自澳大利亞的團隊，利用美國的甚長基線干涉陣列，通過三角視差方法對天鵝座X1的距離再次進行測量和確認。結(jié)合中方的數(shù)據(jù)，得出天鵝座X1黑洞的最新距離為7240光年，與蓋亞衛(wèi)星給出的距離幾乎一致。茍利軍進一步說：“之前在擬合其距離過程中，我們有一些因素沒有考慮，比如噴流產(chǎn)生的效應(yīng)最后導致當時所算結(jié)果有一定的誤差。考慮了這些誤差效應(yīng)之后，我們最終得到了跟蓋亞衛(wèi)星一致的結(jié)果。”

在此基礎(chǔ)之上，合作團隊重新分析光學數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)黑洞質(zhì)量增加了50%，增加到了21倍的太陽質(zhì)量，這是X射線雙星系統(tǒng)中目前唯一一個主星質(zhì)量超過20倍太陽質(zhì)量的黑洞X射線雙星系統(tǒng)。

同時，也發(fā)現(xiàn)此次測量的黑洞轉(zhuǎn)動更加極端，黑洞視界面正在以至少95%的光速自轉(zhuǎn)，也就是基本接近光速了。這也是目前已知的唯一一個以如此高速度轉(zhuǎn)動的黑洞系統(tǒng)。

這些測量結(jié)果在北京時間19日凌晨發(fā)表在國際科學期刊《科學》雜志和《天體物理學報》上。茍利軍指出，知道了黑洞的質(zhì)量和自轉(zhuǎn)速度有助于進一步了解它周微的時空特性以及黑洞的演化史。“對于黑洞，質(zhì)量和自轉(zhuǎn)速度是描述它的最基本特性。比如，我們想了解天鵝座黑洞周圍的時空特性，首先需要知道這兩個物理量，之后可以做一些其他的事情，尤其是精確測量，還可以對黑洞的演化等做一番精確限制。”

在未來，更多的黑洞質(zhì)量、距離、自轉(zhuǎn)等屬性有望被揭示。茍利軍表示：“之前我們已經(jīng)測過好幾個其他系統(tǒng)黑洞，但是誤差相對較大，看在未來能否得到更多的觀測。我們還有性質(zhì)相對明確的源10多個，接下來具體選哪一個，還需要看哪一個更容易觀測?！?/p>