9月10日，《自然-天文學》（Nature?Astronomy）在線發表了中國科學院國家天文臺研究員劉繼峰和副研究員王松、上海交通大學教授馮發波聯合主導完成的研究成果。該研究基于國家重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡（LAMOST）與歐洲航天局蓋亞（Gaia）衛星的數據，運用視向速度方法和天體測量方法，在雙星系統中發現了一顆位于黑洞質量間隙的小質量黑洞。
近60年來，天文學家基于傳統的X射線方法，證認并測量了20余顆恒星級黑洞的質量。它們的質量分布為缺少3~5倍太陽質量的黑洞。該區間被稱為黑洞質量間隙。這與小質量黑洞數量多于大質量黑洞的黑洞形成理論預期大相徑庭。天文學家試圖通過修改超新星爆炸理論來解釋該質量間隙。有研究認為，超新星爆炸會更易瓦解包含小質量黑洞的雙星系統，導致這一觀測效應。盡管近年來激光干涉引力波天文臺觀測研究揭示了黑洞質量間隙存在致密天體，而小質量黑洞是否可以存在于雙星系統存在爭議。這類系統中的雙星可能無相互作用，因而沒有X射線輻射，但可以通過視向速度方法和天體測量方法進行搜索。
該研究基于LAMOST光譜數據和Gaia的天體測量數據，在雙星系統G3425中發現了一顆小質量恒星級黑洞。該雙星系統中，可見星為一顆質量約為2.7倍太陽質量的紅巨星，而不可見星的質量約為3.6倍太陽質量。光譜分解顯示，除紅巨星的光譜外，G3425不包含來自其他成分的光譜，證明了該不可見天體為一顆黑洞，也表明了包含小質量黑洞的雙星系統是可以存在的。結合引力波等方法發現的小質量黑洞系統，研究認為質量間隙可能是單一觀測方法所致的選擇效應。同時，研究發現，G3425系統的軌道周期約為880天，軌道橢率接近為0。如此寬圓軌道的雙星形成機制對當前的雙星演化和超新星爆炸理論提出了挑戰。
Gaia天體測量數據分析確認了LAMOST發現的黑洞，給出了雙星軌道的傾角，進而測量到黑洞的絕對質量，使得科學家可以確信它是在質量間隙內的黑洞。這一發現證明了視向速度方法和天體測量方法的結合可以幫助科研人員發現包括黑洞和行星在內的大量暗天體，并揭示其形成與演化的奧秘。