“中國天眼”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)中國科學(xué)院國家天文臺7月27日向媒體發(fā)布消息說，天文學(xué)領(lǐng)域備受關(guān)注的黑洞研究最新取得一項重磅研究成果——被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)在國際上首次觀測到微類星體中亞秒級的低頻射電準(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)象與相對論性噴流直接相關(guān)。

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

這一揭示黑洞噴流復(fù)雜動力學(xué)特性的現(xiàn)象被天文學(xué)家形象稱為黑洞射電輻射“脈搏”，其發(fā)現(xiàn)揭秘研究由武漢大學(xué)天文學(xué)系與中國科學(xué)院國家天文臺聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)的國際合作研究團隊共同完成。北京時間7月26日夜間，相關(guān)成果論文以“微類星體中的亞秒級周期射電振蕩”為題在國際學(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)，對于揭示致密天體相對論性射電噴流的起源與動力學(xué)過程具有重要科學(xué)意義，將打開黑洞射電觀測和理論研究的新思路。

據(jù)論文作者之一、中國科學(xué)院國家天文臺王培副研究員介紹，微類星體是銀河系內(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)生高溫的吸積盤及相對論性的噴流，在觀測上表現(xiàn)為間歇性或長期變化的X射線和射電輻射，是研究強引力場和相對論物理的宇宙天然實驗室。GRS1915+105是一顆著名的微類星體，含有一個快速旋轉(zhuǎn)的黑洞，并被觀測到視超光速運動的射電噴流，是研究極端高能物理過程的重要樣本。GRS1915+105自發(fā)現(xiàn)起近30年來，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)家對該黑洞噴流的動力學(xué)和快速光變的起源依然不清楚。

本次研究中，為揭開微類星體的相對論性噴流的神秘面紗，中國科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國際合作研究團隊自2020至2022年利用“中國天眼”對GRS1915+105首次開展高時間精度的射電連續(xù)譜光變和偏振監(jiān)測，并進一步利用“中國天眼”高采樣和探測靈敏度優(yōu)勢，在2021年1月和2022年6月的兩次觀測均發(fā)現(xiàn)黑洞存在微弱的射電“脈搏”，該“脈搏”周期約為0.2秒。研究團隊稱，由于這個“脈搏”周期不穩(wěn)定，而且大部分時間無法探測，因此稱之為準(zhǔn)周期振蕩。