“中國(guó)天眼”最新重大發(fā)現(xiàn)揭秘黑洞“脈搏”

中新網(wǎng)北京7月27日電 (記者 孫自法)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)7月27日向媒體發(fā)布消息說(shuō)，天文學(xué)領(lǐng)域備受關(guān)注的黑洞研究最新取得一項(xiàng)重磅研究成果——被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)在國(guó)際上首次觀測(cè)到微類(lèi)星體中亞秒級(jí)的低頻射電準(zhǔn)周期振蕩的現(xiàn)象，并揭示黑洞系統(tǒng)的該準(zhǔn)周期振蕩現(xiàn)象與相對(duì)論性噴流直接相關(guān)。

“中國(guó)天眼”最新重大發(fā)現(xiàn)揭秘黑洞“脈搏”藝術(shù)想象圖。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái) 供圖

這一揭示黑洞噴流復(fù)雜動(dòng)力學(xué)特性的現(xiàn)象被天文學(xué)家形象稱(chēng)為黑洞射電輻射“脈搏”，其發(fā)現(xiàn)揭秘研究由武漢大學(xué)天文學(xué)系與中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際合作研究團(tuán)隊(duì)共同完成。北京時(shí)間7月26日夜間，相關(guān)成果論文以“微類(lèi)星體中的亞秒級(jí)周期射電振蕩”為題在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》上線發(fā)表。

天文學(xué)家表示，此次黑洞射電輻射“脈搏”的發(fā)現(xiàn)，對(duì)于揭示致密天體相對(duì)論性射電噴流的起源與動(dòng)力學(xué)過(guò)程具有重要科學(xué)意義，將打開(kāi)黑洞射電觀測(cè)和理論研究的新思路。

據(jù)論文作者之一、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)王培副研究員介紹，微類(lèi)星體是銀河系內(nèi)由一顆中子星或黑洞與一顆普通恒星組成的雙星系統(tǒng)，中子星或黑洞吸積恒星的物質(zhì)產(chǎn)生高溫的吸積盤(pán)及相對(duì)論性的噴流，在觀測(cè)上表現(xiàn)為間歇性或長(zhǎng)期變化的X射線和射電輻射，是研究強(qiáng)引力場(chǎng)和相對(duì)論物理的宇宙天然實(shí)驗(yàn)室。GRS1915+105是一顆著名的微類(lèi)星體，含有一個(gè)快速旋轉(zhuǎn)的黑洞，并被觀測(cè)到視超光速運(yùn)動(dòng)的射電噴流，是研究極端高能物理過(guò)程的重要樣本。GRS1915+105自發(fā)現(xiàn)起近30年來(lái)，其黑洞一直具有豐富的X射線光變特征和間歇性射電噴流，但科學(xué)家對(duì)該黑洞噴流的動(dòng)力學(xué)和快速光變的起源依然不清楚。

本次研究中，為揭開(kāi)微類(lèi)星體的相對(duì)論性噴流的神秘面紗，中國(guó)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際合作研究團(tuán)隊(duì)自2020至2022年利用“中國(guó)天眼”對(duì)GRS1915+105首次開(kāi)展高時(shí)間精度的射電連續(xù)譜光變和偏振監(jiān)測(cè)，并進(jìn)一步利用“中國(guó)天眼”高采樣和探測(cè)靈敏度優(yōu)勢(shì)，在2021年1月和2022年6月的兩次觀測(cè)均發(fā)現(xiàn)黑洞存在微弱的射電“脈搏”，該“脈搏”周期約為0.2秒。研究團(tuán)隊(duì)稱(chēng)，由于這個(gè)“脈搏”周期不穩(wěn)定，而且大部分時(shí)間無(wú)法探測(cè)，因此稱(chēng)之為準(zhǔn)周期振蕩。