刷新黑洞的质量记录
译自CfA Press Release，2007年10月30日
马萨诸塞州剑桥讯——天文学家使用NASA的两颗卫星发现了一个黑洞，打破了两周之前刚刚公布的记录。新的黑洞质量在太阳的24倍至33倍之间，是环绕某一恒星运转的黑洞中最重的一个。
图片提供：Aurore Simonnet (Sonoma State University)/NASA
破记录的黑洞属于“恒星级”。它们诞生于大质量恒星死亡时的挣扎，比星系核心的巨型黑洞要来得更小。之前的记录保持者公布于10月17日，位于河外星系M33中，质量是太阳的16倍。
马萨诸塞州剑桥（Cambridge）市哈佛-史密松天体物理中心的Andrea Prestwich是发表在11月1日《天体物理学杂志通报》上的研究论文的第一作者，她说：“发现如此重的恒星级黑洞是在我们的意料之外的。现在我们知道，濒死恒星产生的黑洞可以比预想的大得多。”
这一黑洞处在邻近矮星系IC 10中，位于仙后座，距离地球180万光年。黑洞的轨道伴星是一颗高度演化的热星，是它让Prestwich的小组得以测量出黑洞的质量。该恒星以星风的形式抛射出物质，其中的一部分沿螺旋线落向黑洞，被加热到高温，并在穿越不可返回的视界之前发出强烈的X射线辐射。
2006年11月，Prestwich及其同事使用NASA的钱德拉X射线天文台观测了该矮星系。小组发现，星系中最明亮的X射线源——IC 10 X-1的X射线亮度有明显的变化。这样的特征说明，有一颗伴星周期性地从黑洞前方经过，并阻隔了X射线辐射，产生交食现象。11月底，NASA的雨燕卫星证实了交食现象的存在，并揭示了伴星轨道的细节。IC 10 X-1中的恒星轨道平面应该几乎是侧向地球方向的，所以简单运用开普勒定律就可以得出，黑洞质量至少24倍于太阳。
黑洞质量估计的不确定性依旧存在，但正如Prestwich指出的，“未来的光学观测将最终检验这一结果。对IC 10 X-1的任何改进测量都更有可能得出更大而非更小的黑洞质量。”
黑洞的大质量让人惊讶的原因是，由于大质量恒星可以产生强大的星风，在爆发前吹走的质量就是太阳的许多倍了。计算表明，我们银河系中的大质量恒星产生的黑洞不会重于太阳的15倍。
自诞生以来，IC 10 X-1的黑洞以吞噬伴星物质的方式增加自身质量，但这一过程的速率较低，黑洞因此获得的质量不足太阳的1、2倍。马里兰州格林贝尔特NASA戈达德航天中心的天体物理学家Richard Mushotzky说：“该黑洞是生来肥胖，而并不是后天增肥的。”Mushotzky并非本次发现的小组成员。
前身星的初始质量可能是太阳的60倍以上。与其宿主星系类似，其重于氢和氦的元素可能很少。在明亮的大质量富金属星中，重元素（如碳或氧）原子多余的电子会“感受”到向外的光压，更容易被星风吹走。但由于重元素丰度较低，IC 10 X-1的前身星在爆发前的质量流失会比较少，所以它就可以有更大质量的黑洞残留下来。
论文的合作者Roy Kilgard就职于康涅狄格州的卫斯理大学，他说：“如今位于我们银河系中的大质量恒星不大可能会产生质量如此之大的恒星级黑洞了。但应该有数以百万计的恒星级黑洞在银河系的早期，也就是重元素尚未产生的时候诞生，并一直潜伏在这里。”
这篇报道是与NASA同步发出的：http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2007/overweight_hole.html
哈佛-史密松天体物理中心（CfA）的总部位于马萨诸塞州的剑桥（Cambridge），是史密松天体物理天文台与哈佛大学天文台之间的合作机构。CfA的科学家分属六个研究部门，研究着宇宙的起源、演化与终极命运。
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