原標題:“中國天眼”揭秘黑洞脈搏 武大團隊合作最新研究成果發表于《自然》
歷時3年高精度監測,穿過茫茫宇宙雜音,中國科學家利用“中國天眼”FAST,國際首次發現黑洞射電輻射脈搏。7月27日淩晨,武漢大學天文學系教授王偉團隊與中國科學院國家天文臺合作的研究成果,發表于國際科學期刊《自然》,該研究揭示了黑洞噴流的複雜動力學特性。
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産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。GRS 1915+105是一顆著名的微類星體,含有一個快速旋轉的黑洞,並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。自發現起30多年來,該黑洞一直具有豐富的X射線光變特徵和間歇性射電噴流,但黑洞噴流的動力學和快速光變的起源依然不清楚。
王偉介紹,中國天眼FAST是一個擁有500米口徑的球面射電望遠鏡,2020至2022年期間,團隊首次對上述黑洞展開高時間精度的射電連續譜光變監測,“我們的採樣時間達49微秒,這意味著能夠捕捉來自黑洞的更多細節。”利用FAST高採樣和探測靈敏度優勢,團隊在2021年1月和2022年6月的兩次觀測中,均發現黑洞存在微弱的射電脈搏,脈搏週期約為0.2秒。王偉解釋,在排除了來自人造衛星和地球等噪聲干擾後,來自黑洞的脈搏波形平緩,“像海浪一般漲落”,但週期不穩定,大部分時間無法探測,因此稱之為準週期振蕩。
該合作研究成果中,武漢大學田鵬夫、張平、王偉教授及國家天文臺王培博士是共同第一作者,王偉教授和美國內華達大學張冰教授是共同通訊作者。據了解,這一成果是國際首次觀測到微類星體中亞秒級的低頻射電準週期振蕩的現象,並揭示黑洞系統的該準週期振蕩現象與相對論性噴流直接相關。此次黑洞射電輻射脈搏的發現,對於揭示緻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。
“黑洞中還存在著更多的未解之謎,希望今後通過更多觀測和科學探索,進一步了解黑洞、探秘太空。”王偉説。(記者田佩雯、通訊員武柳青、實習生駱雲)
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