北京时刻4月30日清晨，世界顶尖学术期刊《天然》上宣告的两篇文章演出隔空对话。争辩标题是：中国科学院国家地理台刘继峰团队上一年宣告发现的最大恒星级黑洞质量到达70倍太阳质量，定论是否正确？
这两篇文章，一篇来自比利时鲁汶大学物理和地理系副教授乌格斯·萨那（Hugues Sana），题为《关于LB-1体系中70倍太阳质量黑洞的特征》；另一篇来自刘继峰团队，题为《回复关于LB-1体系中70倍太阳质量黑洞的特征》。
其实在这之前，已有几个世界团队提出质疑，认为刘继峰团队下定论运用的要害条件有误，LB-1黑洞的质量远没有这么大，乃至底子不是黑洞，而是一颗中子星或恒星。
刘继峰团队在回复文章中供认，实在的状况比原先考虑的杂乱，但新加进来的要素不足以推翻条件假定。现在，他们正从一个后来发现的简练视点切入从头剖析，开端成果与之前共同，可到达65倍太阳质量，仍然是史上最大的恒星级黑洞。
他们也等待欧洲空间局的盖亚望远镜能给这场学术争论供给决定性的数据。
在了解两边的观念之前，咱们无妨先回到谈论的起点：一颗被点评为“不或许存在”的黑洞。
“不或许”的黑洞
2019年11月28日，《天然》发布国家地理台刘继峰、张昊彤研讨团队的一项严重发现。该团队依托郭守敬望远镜（LAMOST），在LB-1体系中发现一颗大约70倍太阳质量的黑洞。
许多新闻媒体报道时运用了“不或许”（impossible）来描述。刘继峰本人在最开端发现它时也标明“不敢相信”，觉得这样的黑洞在银河系中“不应该”存在。
LB-1的艺术幻想图 (喻京川绘)。
其实，有一类坐落星系中心的超大质量黑洞，门槛便是几百万倍太阳质量。为什么LB-1黑洞才70倍太阳质量就不或许了？
本来，研讨团队判别LB-1黑洞归于“恒星级黑洞”，是天体物理中最小的一类黑洞，质量通常在3倍至几百倍太阳之间，由恒星爆破而构成。
一般来说，恒星中含有的金属丰度 越多，向外“刮”物质的星风就越激烈，很多质量提早丢失。依此推论，大质量的恒星级黑洞只能构成于低金属丰度的环境中。以咱们银河系的化学成分来看，不会呈现超越30倍的恒星级黑洞。
此前，地理学家们在银河系中找到的恒星级黑洞，的确都在20倍太阳质量以下。
但是，这次发现的LB-1金属丰度与太阳近似（1.2倍），质量却挨近太阳的70倍，显然是大大“超纲”了，直接挑战到现有的恒星演化理论。
正因如此，美国激光干与引力波地理台（LIGO）台长大卫 雷茨（David Reitze）其时给出了很高的点评：“这一特殊的效果，将与曩昔四年里LIGO及Virgo勘探到的双黑洞并合事情一同，推进黑洞天体物理研讨的复兴。”
两个要害条件
刘继峰团队是怎么找到LB-1的？
他们的东西是坐落兴隆观测站的郭守敬望远镜（LAMOST），要点监测开普勒望远镜扫描过的一个天区，追寻其间的双星体系。
他们立异性地运用了“径向速度法”来寻觅静默的黑洞。当天体接近或远离观测方向，它的光谱会发作有规则的蓝移（频率变高）或红移（频率变低），就像救护车加快驶近时鸣笛腔调变高，加快远离时腔调又变低。
他们偶尔发现有一颗光谱为B型的恒星很招眼，恒星的特征吸收线随时刻摇摆，但一起又有一条近乎停止，且和B型星反相位运转的氢发射线。
这说明，它在绕着一个看不见的东西滚动，并且那个天体质量很大，两者差异悬殊，导致恒星快速旋转，而看不见的家伙滚动起伏很小。
依据刘继峰团队的核算，B型星质量约为8倍太阳，按份额核算，看不见的天体质量高达70倍太阳质量，只能是黑洞了。
从以上推演进程，咱们发现要得出“70倍太阳质量”这个重磅定论，有两个要害条件：
1、那个“看不见的家伙”的氢发射线仅仅简直停止，并非真的停止不动。它需要以十分细微的起伏左右摇摆，在图画上构成类似于酒瓶的形状。否则的话，按摇摆份额核算它的质量会超出天边，难以解说。
2、看得见的B型星的质量真的有8倍太阳。按份额核算，B型星质量越大，“看不见的家伙”质量也就越大。
氢发射线真的细微摇摆了吗？
尽管在论文宣告之时，地球上最先进的光学望远精，包含坐落夏威夷的10米凯克望远镜和坐落西班牙的10.4米GTC望远镜也都跟进确认过，但尔后，世界上质疑的声响仍然不断。
上一年12月9日，美国加州大学伯克利分校研讨生埃尔·巴德里（El-Badry）在预印本网站上传一篇未经同行评议的文章，认为那条氢发射线的细微摇摆是由B型星周围大气吸收构成的，其实是彻底停止的。这条氢发射线的来历因而不或许是一个黑洞。
1月10日，德国-纽伦堡大学和波茨坦大学的地理学家团队则在《地理学与天体物理学》上发文称，这个天体或许底子不是黑洞，而是大质量中子星，乃至一般恒星。
他们的破观念首要在条件2上。一些化学元素痕迹标明，看得见的B型星或许现已被剥离外壳，质量只剩下了1.1倍太阳质量。以此核算，看不见的家伙只要2-3倍太阳质量。
这次，比利时鲁汶大学萨那团队的谈论文章以“续议事项”的方式宣告。他们的首要观念与巴德里类似，即氢发射线的细微摇摆是由B型星的吸收部构成的。
他们都认为，从现在数据来看，B型星的质量下限为4倍太阳质量，假如是两颗4倍太阳质量的恒星构成双星体系，且转速够快的话，那另一个恒星或许会勘探不到。
回复：最新观测和剖析仍然到达65倍太阳质量
“续议事项”是《天然》在2018年末上线的板块，假如对此前《天然》宣告过的论文呈现特别风趣、及时的同行谈论或阐释，即可以“续议事项”的方式刊登。与此一起，被谈论原文的作者取得一次回复时机。假如编辑部认为该回应“建造性地推进了谈论”，就会将回复文章与“续议事项”文章同期宣告。
在回复文章中，刘继峰团队结合最新的光谱观测数据和剖析，再次确认了要害条件仍然建立。B型星的质量最或许在5倍至8倍太阳质量之间，相对应的黑洞质量为23至65倍太阳质量。
针对氢发射线细微摇摆问题，他们都认为，尽管B型星吸收的确能移动氢发射线，但无法得出氢发射线停止的定论。
事实上，氢发射线还遭到其他多种要素的影响，其间B型星辐射和星风就会构成一种“对冲”B型星吸收的效果。
此外，无论是氢发射线的形状仍是宽度，都不像是发生于双星体系的周围环境。
尽管如此，作者团队认可氢发射线问题要比原先想象的杂乱。他们发现，用帕邢发射线能更简略、更明晰地丈量“看不见的天体”的轨迹运动。
刘继峰等介绍道，相关论文现已在准备中，该研讨开端定论是帕邢发射线的峰值点铲除地显现相对于B型星的反相位轨迹运动，再次标明是由另一个看不见的天体宣布的，而不是双星体系的周围环境发生的。
开端核算得到，看得见与看不见天体的质量份额在4.6–8.1之间，与氢发射线测出的成果共同。
刘继峰团队的文章一起对德国团队提出的“剥除外壳”恒星问题作出了回应。他们都认为，这种猜想现在尚无观测支撑，且“剥除外壳”恒星的寿数很短，刚好就被撞上的或许性很低。
文章终究说到，这场学术争辩终究的裁判或许是盖亚望远镜。结合该望远镜数据和开普勒第三规律，就能算出看得见和看不见天体的质量总和。
