来自 LAMOST 时域巡天的宽轨道 Be 星-黑洞双星

由早型星与黑洞 (BH) 组成的双星系统对于理解各种天体物理现象至关重要，特别是所探测到的引力波源的起源。Be 双星系统预计是宿主 BH 的关键演化阶段。然而，尽管已知数百个 Be X 射线双星，Be 双星中唯一被确认的 BH 候选体仍备受争议。我们报告了 ALS 8814 的发现，这是一颗 Be 星-BH 双星，具有中等偏心率 ($e = 0.23$) 和宽轨道 ($P = 176.6$ 天)，由可见 Be 星的视向速度 (RV) 测量所揭示。我们的分析结合了 Balmer 跳变区的流量定标光谱与光谱模板匹配，得出该 Be 星的质量为 $11.2^{+1.4}_{-1.2}$ $M_\odot$。假设边缘对准倾角 ($i = 90^{\circ}$)，不可见伴星的最小质量为 $9.8\pm 0.7\,M_\odot$。我们排除了 ALS 8814 中存在非简并伴星的可能性，表明它只能是一个 BH。这一发现代表了一个纯通过单组谱线的精确 RV 测量所识别的 Be-BH 双星的可靠案例。ALS 8814 极低的特殊速度表明，该 BH 是通过直接核坍缩形成的，几乎无初始踢，意味着 Be 星的自旋与轨道平面几乎完美对齐。在此背景下，通过分析 H$\alpha$ 发射线的浅双峰轮廓，估计该双星的倾角为 22$^{\circ}$-49$^{\circ}$。该倾角范围对应于 $15\,M_\odot$ 至 $58\,M_\odot$ 之间的 BH 质量估计值。作为迄今为止唯一明确的 Be-BH 双星系统，ALS 8814 为具有高质量伴星的双星系统中的 BH 形成提供了有价值的约束。