中国科学院国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队的一项重大发现。依托我国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST），研究团队发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞，并提供了一种利用LAMOST巡天优势寻找黑洞的新方法。这颗70倍太阳质量的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，有望推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。
黑洞是一种本身不发光、密度非常大的神秘天体。它具有超强吸引力，任何物质，包括速度最快的光也无法从它身边逃离。
黑洞无毛定理认为，黑部的性质可以由很少的物理量决定，包括质量，自旋和电荷。其中电荷很快会和周围环境的电荷中和而变得电中性。因此天文观测上黑洞只由质量和白旋两个物理量完全的描述。这实际上暗示了所有黑洞存在简单的尺度关系。然而，由于黑洞吸积流不同吸积率时的复杂观测效应，以及跨尺度的黑洞量测量的困难性，这样一个简单的尺度关系是很难获得的。
天体物理黑洞分为恒星级黑洞(1-100个太阳近量)，星系中心的超大质量黑洞（>100000个太阳质量)和介于两者之间的中等质量黑洞。对于恒星级黑洞,通常可以用测量伴星轨道运动的方法测质量。
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颗恒星级黑洞，天文学家如何在茫茫宇宙中去寻找到它们呢？
黑洞虽然不发光，但是它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。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，天文学家仅在银河系发现了约20颗恒星级黑洞——而且都是通过黑洞吸积伴星气体所发出的X射线来识别的，质量均小于20个太阳质量的黑洞。
2016年秋季开始，以国家天文台为首的刘继峰、张昊彤研究团队提出利用郭守敬望远镜（大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜，英文缩写LAMOST）观测双星光谱，开展双星系统的研究计划。
郭守敬望远镜是中科院国家天文台的国家重大科技基础设施，为一架视场为5度横卧于南北方向的中星仪式反射施密特望远镜。由于它的大视场，在焦面上可以放置四千根光纤，将遥远天体的光分别传输到多台光谱仪中，同时获得它们的光谱，成为世界上光谱获取率最高的望远镜。
利用郭守敬望远镜开展双星课题研究，历时两年半监测了一个小天区内3000多颗恒星。其中有一颗，质量是太阳八倍的蓝色恒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”的蓝色恒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，它还围绕“一个看不见”的天体做着周期性运动。
根据光谱信息，研究人员计算出蓝色恒星的金属丰度约为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。根据蓝色恒星和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。
为了进一步验证这颗特殊蓝色恒星背后的真相，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，进一步确认了蓝色恒星的性质。
LB-1系统中蓝色恒星和黑洞的运动规律和速度曲线
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。
当然还存在另一种可能性，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。
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”。
