首个恒星级黑洞被精确测量，研究者苟利军揭秘如何测黑洞

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是人类发现的第一个恒星级黑洞，也是目前发现并确认的唯一一个黑洞质量超过20倍太阳质量，且自转速度如此之快的X射线双星系统。
北京时间2月19日凌晨，相关文章发表在国际科学期刊《科学》（Science）杂志和《天体物理学报》（Astrophysical Journal）上。在深邃的宇宙中，科学家如何测量黑洞的自转速度？最新数据对于黑洞研究有哪些意义？对此，采访人员采访了文章合作者及第一作者——中科院国家天文台研究员苟利军，对公众关注的问题进行“科普” 。
释疑一：什么是恒星级黑洞？
黑洞是一种本身不发光的神秘天体。任何物质，包括光也无法从它身边逃离。根据质量的不同，黑洞一般分为恒星级黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。
据苟利军介绍，简单来说，小于100个太阳质量的被称为恒星级黑洞，大于100万倍太阳质量的是超大质量黑洞。介于恒星级黑洞和超大质量黑洞之间的，就是中等质量黑洞。
这其中，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” 。理论预言银河系中有上亿个恒星级黑洞。
天鹅座X1（Cygnus X-1）是人类发现的第一个恒星级黑洞。苟利军介绍，天鹅座X1发现于1964年，是X射线双星系统——包含一个黑洞和一颗恒星。黑洞是能产生X射线源的致密天体，恒星为大质量伴星HDE 226868 ，它是一颗蓝超巨星，以5.6天的轨道周期绕着黑洞运转。
著名物理学家索恩和霍金曾经为了这个致密天体究竟是黑洞还是中子星立据打赌，霍金坚定地认为它是中子星。20世纪90年代，越来越多观测证据表明这个致密天体是黑洞，霍金才签字认输。
释疑二：如何测量黑洞的距离和质量？
苟利军介绍， 2011年，他和合作者就首次尝试对这颗黑洞的性质进行精确测量。当时得出的结果是这个黑洞系统与地球的距离为6067光年，质量为14.8倍的太阳质量，并且发现黑洞的视界面在以72%的光速转动。
2013年，欧洲航空局的盖亚（GAIA）卫星发射升空，计划对银河系内的10亿颗恒星的距离进行精确测量。其对天鹅座X1的测量结果显示，它与地球距离大约为7100光年。
两次测量结果差异较大，所以科研人员进行第三次测量进行验证。此次，澳大利亚柯廷大学的米勒-琼斯教授带领的团队主要完成了对天鹅座X1黑洞距离的测量，最终得到天鹅座X1黑洞的最新距离为7240光年。
在此基础上，合作团队重新分析光学数据，发现黑洞质量增加了将近50% ，为21倍的太阳质量。这是人类目前发现的唯一一个黑洞质量超过20倍太阳质量的黑洞X射线双星系统。
苟利军介绍，三次测量距离时使用的都是三角视差方法。通常而言，是指通过两个不同位置，测量某个天体相对于遥远背景的视线角度变化，然后在已知两个位置距离的情况下，就可以通过求解三角函数得到测量者到物体之间的距离。
由于距离越远，物体对于视线变化所张开的角度变化就越小，会导致测量难度不断加大。因此这种方法多应用于一些临近天体的距离测量中。