“中國天眼”最新重大發現揭秘黑洞“脈搏”

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中新網北京7月27日電 (記者 孫自法)中國科學院國家天文臺7月27日向媒體發布消息說，天文學領域備受關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周期振蕩的現象，并揭示黑洞系統的該準周期振蕩現象與相對論性噴流直接相關。

“中國天眼”最新重大發現揭秘黑洞“脈搏”藝術想象圖。中國科學院國家天文臺 供圖

這一揭示黑洞噴流復雜動力學特性的現象被天文學家形象稱為黑洞射電輻射“脈搏”，其發現揭秘研究由武漢大學天文學系與中國科學院國家天文臺聯合領導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”為題在國際學術期刊《自然》上線發表。

天文學家表示，此次黑洞射電輻射“脈搏”的發現，對于揭示致密天體相對論性射電噴流的起源與動力學過程具有重要科學意義，將打開黑洞射電觀測和理論研究的新思路。

據論文作者之一、中國科學院國家天文臺王培副研究員介紹，微類星體是銀河系內由一顆中子星或黑洞與一顆普通恒星組成的雙星系統，中子星或黑洞吸積恒星的物質產生高溫的吸積盤及相對論性的噴流，在觀測上表現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自發現起近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，但科學家對該黑洞噴流的動力學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，中國科學家領導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譜光變和偏振監測，并進一步利用“中國天眼”高采樣和探測靈敏度優勢，在2021年1月和2022年6月的兩次觀測均發現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”周期不穩定，而且大部分時間無法探測，因此稱之為準周期振蕩。