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我国望远镜发现恒星级黑洞:名副其实宇宙“吸光器”
 北京时间2019年11月28日消息,今日,国际顶尖科学期刊《自然》在线发布了我国天文学家主导的一项重大发现。中国科学院国家天文台刘继峰、张昊彤研究员领导的研究团队发现了一颗迄今为止最大质量的恒星级黑洞,并提供了一种利用我国重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST)的巡天优势寻找黑洞的新方法,这颗70倍太阳质量的超大恒星级黑洞远超理论预言的质量上限,颠覆了人们对恒星级黑洞形成的认知,势必推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。

  宇宙吸光器

  霍金在其最后的著作《十问》中写道,“事实有时候比小说更奇妙,黑洞最能真实地体现这一点,它比科幻作家想象的任何东西都更奇妙”。 1915年爱因斯坦提出广义相对论,德国物理学家卡尔·史瓦西推导出了爱因斯坦场方程式的一个精确解,预示了黑洞的存在。自此人类就没有停止过对这种神秘天体的想象和探索。1965年,天鹅座X-1因其强X射线辐射成为第一颗被发现的黑洞侯选体;2015年,首次探测到的引力波为黑洞的存在提供了更为具体的证据;2019年,天文学家历时10年利用四大洲八个观测点捕获了黑洞的视觉证据——首张黑洞“芳容”,让这个曾经“看不见摸不着”的诡异天体有了一丝亲和力。黑洞到底是什么,为何让一代代天文学家为之如此着迷?本身不发光,密度非常大(把10倍于太阳质量的恒星压缩到直径为北京六环大小的球体中,这样的密度就相当于黑洞的密度),具有超强的吸引力,任何从其身边经过的物质,就连速度最快的光也无法逃离,这种神奇的天体就是黑洞。因此可以说,黑洞是名副其实的宇宙真空“吸光器”。

  天文学家根据黑洞质量的不同,将黑洞大致分为恒星级黑洞(100倍太阳质量以下)、中等质量黑洞(100-10万倍太阳质量)和超大质量黑洞(10万倍太阳质量以上)。恒星级黑洞是由大质量恒星死亡形成的,是宇宙中广泛存在的 “居民”。一颗恒星演化到最后如果剩下的质量太多(大于3倍太阳质量),多到既不能形成白矮星,也不能成为中子星,一旦进入死亡阶段,就没有任何力量可以阻止这颗恒星在终极引力的作用下持续塌缩,最终形成致密的黑洞。球状星团和矮星系中心或许有中等质量的黑洞,而在星系的中心存在着超大质量黑洞,比如银河系中心就有一个约400万倍太阳质量的超大质量黑洞。

  黑洞神秘而又有趣,若龙潜深渊,隐藏爪牙,潜行于宇宙星海中。黑洞本身不发光,天文学家又如何在茫茫宇宙中寻找到它们呢?奈何它们身边的小伙伴们实在是太高调,周边吸积盘或者伴星都表现出异样的“气场”。如果黑洞与一颗正常恒星组成一个密近双星系统,黑洞就会露出狰狞的爪牙,以强大的“胃口”直接把恒星伴星上的气体物质吸过来,形成吸积盘,发出明亮的X射线光(图一)。这些X射线光如同这些物质被黑洞吞噬前的“回光返照”,就是这一“照”成为天文学家过去这些年追寻黑洞踪迹的强有力线索。

  迄今为止,银河系中几乎所有的恒星级黑洞都是通过黑洞吸积伴星气体所发出的X射线来识别的。过去的五十年里,人们用该种方法发现了约二十颗黑洞,质量均在3到20倍太阳质量之间。银河内有数以千亿计的恒星,按照理论预测,银河系中应该有上亿颗恒星级黑洞,而在黑洞双星系统中,能够发出X射线辐射的只占一小部分。当黑洞和它的伴星距离较远时,我们的“大胃王”也会表现出平静温和的一面,那对于这些平静态(不吸积伴星气体)的黑洞如何来搜寻呢?天文学家在发现这颗最大恒星级黑洞的过程中给出了全新的答案。

  星星在绕“谁”运动?

  国家天文台刘继峰研究员和张昊彤研究员领导的研究团队在浩瀚星海中发现了一个表现异常的双星系统,这其中会不会包含一颗深藏不露的黑洞呢?700多天的追逐之路饱含了艰辛和精彩。

  2016年初,LAMOST科学巡天部主任张昊彤研究员和云南天文台韩占文院士提出利用LAMOST观测双星光谱,开展双星系统的研究计划,并选择了开普勒一个天区(K2-0)中的3000多个天体进行了为期两年的光谱监测。在这其中有一颗“走路拉风”的B型星引起了研究人员的关注,这颗星表现出规律地周期性运动和不同寻常的光谱特征。这条LAMOST“眼中”的B型星光谱携带了非常丰富的信息,除了可以获取它的有效温度、表面重力、金属丰度等重要信息外,光谱中一条近乎静止且运行方向和B型星反相位的明线(Hα发射线)给这颗星增添了足够的神秘感。研究人员怀疑这颗B型星背后一定有故事,它到底在绕着看不见的“谁”运动?莫非真的是黑洞!!!天文学家在追逐宇宙真相的道路上从来都不会轻易放过任何一种可能。

  为了进一步验证这颗特殊B型星背后的真相,研究人员随即申请了西班牙10.4米加纳利大望远镜(GTC)的21次观测和美国10米凯克望远镜(Keck)的7次高分辨率观测,进一步确认了B型星的性质。

  根据光谱信息,研究人员计算出B型星的金属丰度约为1.2倍太阳丰度,质量约为8倍太阳质量,年龄约为35百万年,距离我们1.4万光年。根据B型星和Hα发射线的速度振幅之比,研究人员计算出该双星系统中存在一个质量约为70倍太阳质量的不可见天体,它只能是黑洞。B型星背后的“大BOSS”就这样被天文学家挖了出来,这样的结果无疑是让人们兴奋和惊喜的,然而机遇永远都是留给有准备的人,没有两年前茫茫星海的“撒网”,也便没有今天这个“主角”的出现。

  为了纪念LAMOST在发现这颗巨大恒星级黑洞上做出的贡献,天文学家给这个包含黑洞的双星系统命名为LB-1(图三)。与其他已知的恒星级黑洞不同,LB-1从未在任何X射线观测中被探测到,这颗黑洞和它的伴星相距较远(1.5倍日地距离)。研究人员用美国钱德拉X射线天文台对该源进行观测,发现这颗新发现的黑洞对其伴星吸积非常微弱,是一个“平静温和”的恒星级黑洞 “冠军”。

  黑洞“冠军”的前世今生

  从2015年起,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)及欧洲室女座引力波天文台(Virgo)的引力波观测实验已经发现了几十倍太阳质量的黑洞,质量远高于先前已知的银河系里的恒星级黑洞。而研究人员发现的这颗70倍太阳质量的超级黑洞不仅揭示了银河系内也存在此类大质量恒星级黑洞,同时刷新了人类对于恒星级黑洞质量上限的认知(图四)。

  该论文第一作者刘继峰研究员介绍说,一般模型认为大质量恒星级黑洞主要形成于低金属丰度(低于1/5太阳金属丰度)环境中,LB-1却有一个与太阳金属丰度相近的B型星。目前恒星演化模型只允许在太阳金属丰度下形成最大为25倍太阳质量的黑洞,因此,LB-1中黑洞的质量已经进入了现有恒星演化理论的“禁区”。这可能意味着有关恒星演化形成黑洞的理论将被迫改写,或者以前某种黑洞形成机制被忽视。LIGO台长大卫。雷茨评论说,“在银河系内发现70倍太阳质量的黑洞,将迫使天文学家改写恒星级质量黑洞的形成模型。这一非凡的成果,将与过去四年里LIGO及Virgo探测到的双黑洞并合事件一起,推动黑洞天体物理研究的复兴”。

  另一种可能性,LB-1中的黑洞或许不是由一颗恒星坍缩形成的。研究人员猜想,LB-1最初是一个三体系统,观测到的B型星位于最外轨道,是质量最小的组成部分,而现在的黑洞是由最初内部的双星形成的双黑洞并合而成。在这种情形下,该系统将是黑洞并合事件的绝佳候选体,并为研究三体系统中双黑洞形成提供了独一无二的实验室。

  “光谱之王”和“黑洞之王”的彼此成就

  这颗 “黑洞之王”的发现充分证实了LAMOST望远镜强大的光谱获取能力。LAMOST拥有4000颗眼睛(4000根光纤),一次能观测近4000个天体。2019年3月,LAMOST公开发布了1125万条光谱,成为全球首个突破千万的光谱巡天项目,被天文学家誉为全世界光谱获取率最高的“光谱之王”(图五)。从2016年11月开始,为了发现和研究光谱双星,研究人员利用LAMOST对开普勒一个天区的3000多颗恒星历时两年进行了26次观测,累计曝光时间约40小时。如果利用一架普通四米望远镜专门来寻找这样一颗黑洞(一年观测365天,每天观测8小时),同样的几率下,则需要40年的时间!这充分体现出LAMOST超高的观测效率!

  “工欲善其事必先利其器”,LAMOST这台“天文利器”助力天文学家发现了今天的主角“黑洞之王”,而“黑洞之王”的现身也为“光谱之王”——LAMOST增添了更多精彩。这颗迄今为止最大质量的恒星级黑洞,也是LAMOST发现的第一颗黑洞,它的出现将标志着利用LAMOST巡天优势搜寻黑洞新时代的到来。相信“光谱之王”和“黑洞之王”的彼此成就将成为天文界津津乐道的一段佳话。

  LB-1是一个X射线辐射宁静的双星系统,利用常规X射线方法搜寻这类黑洞是行不通的。长期以来,人们认为径向速度监测可以发现平静态的黑洞双星,这颗迄今最大质量黑洞的发现证实了这一点。利用LAMOST大规模巡天优势和速度监测方法,相信天文学家将会发现一批深藏不露的平静态黑洞, 从而逐步揭开这个黑暗“家族”的内幕,为研究黑洞成员的形成演化以及质量分布迈出标志性的一步。

服侍需要的品格:
1.柔和谦卑
神阻挡骄傲的人,赐恩给谦卑的人。
我心里柔和谦卑,你们当负我的轭,学我的样式;这样,你们心里就必得享安息。
(马太福音 11:29 和合本)

如果我们不能谦卑下来,我们就不能帮助到其他人。比如当我们在传福音的时候,遇到不能接受我们的人,如果我们不能控制自己的情绪,就不能服侍到他们,不能帮助到他们,反而会绊倒他们。如果不能柔和谦卑,我们就不能服侍到其他人。

约13:3-10
耶稣知道父已将万有交在他手里,且知道自己是从 神出来的,又要归到 神那里去,就离席站起来,脱了衣服,拿一条手巾束腰,随后把水倒在盆里,就洗门徒的脚,并用自己所束的手巾擦干。挨到西门·彼得,彼得对他说:“主啊,你洗我的脚吗?”耶稣回答说:“我所做的,你如今不知道,后来必明白。”彼得说:“你永不可洗我的脚!”耶稣说:“我若不洗你,你就与我无份了。”西门·彼得说:“主啊,不但我的脚,连手和头也要洗。
(约翰福音 13:3-10 和合本)

约13:14
我是你们的主,你们的夫子,尚且洗你们的脚,你们也当彼此洗脚。
(约翰福音 13:14 和合本)

主耶稣为门徒洗脚的事,也可以看出耶稣的谦卑。同时从以上经文,我们也要彼此互相服侍。

2.忠心良善(善用神给我们的恩赐)
马太福音25:14-30
“天国又好比一个人要往外国去,就叫了仆人来,把他的家业交给他们,按着各人的才干给他们银子:一个给了五千,一个给了二千,一个给了一千,就往外国去了。那领五千的随即拿去做买卖,另外赚了五千。那领二千的也照样另赚了二千。但那领一千的去掘开地,把主人的银子埋藏了。过了许久,那些仆人的主人来了,和他们算账。那领五千银子的又带着那另外的五千来,说:‘主啊,你交给我五千银子。请看,我又赚了五千。’主人说:‘好,你这又良善又忠心的仆人,你在不多的事上有忠心,我要把许多事派你管理;可以进来享受你主人的快乐。’那领二千的也来,说:‘主啊,你交给我二千银子。请看,我又赚了二千。’主人说:‘好,你这又良善又忠心的仆人,你在不多的事上有忠心,我要把许多事派你管理;可以进来享受你主人的快乐。’那领一千的也来,说:‘主啊,我知道你是忍心的人,没有种的地方要收割,没有散的地方要聚敛,我就害怕,去把你的一千银子埋藏在地里。请看,你的原银子在这里。’主人回答说:‘你这又恶又懒的仆人,你既知道我没有种的地方要收割,没有散的地方要聚敛,就当把我的银子放给兑换银钱的人,到我来的时候,可以连本带利收回。夺过他这一千来,给那有一万的。因为凡有的,还要加给他,叫他有余;没有的,连他所有的也要夺过来。把这无用的仆人丢在外面黑暗里;在那里必要哀哭切齿了。’”
(马太福音 25:14-30和合本)

首先我们得要发现自己的恩赐,比如,帮助我们的弟兄姊妹整理他们的见证,写下来,这也是恩赐。我们有恩赐要使用出来,而不是藏起来。比如会做饭也可以,比如为教会爱宴里为弟兄姊妹做美味可口的饭,比如有力气,在有些时候可以和弟兄姊妹一起去发放物资。比如有时间,我们可以把这些时间放在弟兄姊妹身上,家人身上,多关心关爱他们,与他们聊聊天,我们都是有恩赐的,不要把它埋藏起来。所以不要埋藏起来,要尽心尽力服侍。忠心良善的管家要用尽神给我们的恩赐。要把神给我们的恩赐用到极限。有时候我们会羡慕别人的恩赐,而忽视了自己的恩赐。比如我很羡慕某某人有能教书育人的恩赐,而没看见自己,这个需要去发现,在服侍之前要尽心尽力的服侍。在每个岗位上尽心尽力去服侍。

主人说:‘好,你这又良善又忠心的仆人,你在不多的事上有忠心,我要把许多事派你管理;可以进来享受你主人的快乐。’
(马太福音 25:21 和合本)

所以在小事上也要有忠心。

3.殷勤火热
罗12:11
殷勤不可懒惰,要心里火热,常常服侍主。
比如新约里的保罗。他的影响:是影响力最大的使徒。著作:新约圣经的一半。神学:第一位系统神学家。宣教:奠定了基督教在罗马帝国的版图。而正是因为他的殷勤火热,所以才能把福音传到很多地方。而我们很多人其实是不温不火,那其实是因为我们没能真正认识神,所以没能殷勤。比如两个人在婚姻之前关系特别好,结婚后,渐渐从这个相敬如宾变成了相敬如冰,再过了几年就变成了相敬如兵。这是为什么呢,因为很多时候在结婚前彼此是出于外在美而彼此吸引,而在结婚之后,无法发现对方的内在美,所以就渐渐难以维持了,一段好的关系都需要彼此真正的喜欢,无论外在还是内在,才能一直殷勤火热。而不是渐渐冷淡。就如我们也是在信仰中是一样的,如果想要一直对我们的神殷勤火热的话,就需要我们真正被神吸引,真正认识祂,才能和祂保持长久的关系,才能一直殷勤火热,才会尽心尽力服侍。

4.忍耐饶恕
在我们服侍的时候,会遇到很多人,甚至爱抱怨,不感恩,没礼貌,撒谎,欺骗,背后说人等等这样的人。但是我们说,有病的人会去看医生,来教会的人因为有罪,想要生命真正被改变,得救。真正拥有一个好的生命。在面对这种有问题的弟兄姊妹的时候,我们在服侍的过程中要学会耐心,忍耐。

民11:4-5
他们中间的闲杂人大起贪欲的心;以色列人又哭号说:“谁给我们肉吃呢?我们记得,在埃及的时候不花钱就吃鱼,也记得有黄瓜、西瓜、韭菜、葱、蒜。现在我们的心血枯竭了,除这吗哪以外,在我们眼前并没有别的东西。”
这吗哪仿佛芫荽子,又好像珍珠。百姓周围行走,把吗哪收起来,或用磨推,或用臼捣,煮在锅中,又做成饼,滋味好像新油。夜间露水降在营中,吗哪也随着降下。
摩西听见百姓各在各家的帐棚门口哭号。耶和华的怒气便大发作,摩西就不喜悦。摩西对耶和华说:“你为何苦待仆人?我为何不在你眼前蒙恩,竟把这管理百姓的重任加在我身上呢?这百姓岂是我这百姓岂是我怀的胎,岂是我生下来的呢?你竟对我说:‘把他们抱在怀里,如养育之父抱吃奶的孩子,直抱到你起誓应许给他们祖宗的地去。’我从哪里得肉给这百姓吃呢?他们都向我哭号说:‘你给我们肉吃吧!’管理这百姓的责任太重了,我独自担当不起。你这样待我,我若在你眼前蒙恩,求你立时将我杀了,不叫我见自己的苦情。”
(民数记 11:12-15 和合本)

这是摩西在当时服侍以色列人的时候向神诉说他的苦情,而摩西以前曾是埃及的王子。有的时候我们弟兄姊妹在社会中拥有受人尊敬的地位和身份,而真正要去服侍时,我们需要放下自己的身份去服侍,我们如果要做基督徒,就一定要服侍。当我们在服侍时,受到伤害时,也就想起圣经上所说的话语,你们不是要饶恕7次,而是要饶恕别人70个7次。并且耶稣也说,如果我们不饶恕人,我们的主也不会饶恕我们。另外,饶恕别人也是饶恕我们自己。为什么这么说呢,当你们被怨恨一个人的时候,自己的感受会非常强烈,甚至气到发抖,而另外一个人其实是感受不到的,该吃吃该喝喝,所以怨恨别人自己的身体心理健康也会受到伤害,所以饶恕别人也是饶恕自己。

5.彼此配搭(在神的家里我们彼此是互为肢体)
罗12:3-8
我凭着所赐我的恩对你们各人说:不要看自己过于所当看的;要照着 神所分给各人信心的大小,看得合乎中道。正如我们一个身子上有好些肢体,肢体也不都是一样的用处。我们这许多人,在基督里成为一身,互相联络作肢体,也是如此。按我们所得的恩赐,各有不同。或说预言,就当照着信心的程度说预言;或作执事,就当专一执事;或作教导的,就当专一教导;或作劝化的,就当专一劝化;施舍的,就当诚实;治理的,就当殷勤;怜悯人的,就当甘心。
(罗马书 12:3-8 和合本)

对我们每个基督徒来说,我们每个人都是演员,我们每个人都在表演给世人.天使,神来看。因为我们要做世上的光和盐,但我们每人在表演时,需要我们与弟兄姊妹彼此配搭。彼此互相帮助。

以4:1-3
我为主被囚的劝你们:既然蒙召,行事为人就当与蒙召的恩相称。凡事谦虚、温柔、忍耐,用爱心互相宽容,用和平彼此联络,竭力保守圣灵所赐合而为一的心。
(以弗所书 4:1-3 和合本) https://t.cn/R2WxQOQ

生命,天堂:听月小轩 https://t.cn/AirvYi0s

听月,看你写的文太多的缘故吧。脑子里会突然冒出你的话。――你还在原地守候。想起你在某女的背后,就不是滋味,干嘛屈就自己?

我当真的吧,知道你还是一个追求纯净的人。若时光允许,你也是个如水的人。否则不会受她人影响而回归自己。你的本源是好的。

对了,我把风雪老师写的诗中字倒着凑字瞎玩给你过目一下:

一轮红日升,平铺墨层层,若似土地翻沃野,不会视为鬼斧工。

故事很多,怀旧。舟行、浪尽,淘空。人呐,天地皆明白,含雪。飘飘,开着小窗、紧闭门。

作新词、惊笼鸟,我欲推门浮云晓。长卷手、无心水,寒居待客虚情少。西风扫,一抹斜阳净街尘。

斜阳向长缨,岂叹老良人?附与琴弦,成文三千。冷月多情,青灯作伴。平凡烟火,空山如秋。

寒,挺起。立,无声。清姿幽香自己知。


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