中国天眼FAST揭秘黑洞“脉搏”

 

记者从中国科学院国家天文台获悉，北京时间7月26日，国际科学期刊《自然》杂志（Nature）发表了围绕中国天眼FAST的最新科研成果。武汉大学物理科学与技术学院天文学系与中国科学院国家天文台联合领导的国际合作研究论文“Sub-second periodic radio oscillations in a microquasar”（微类星体中的亚秒级周期射电振荡），揭示了黑洞喷流的复杂动力学特性。

微类星体是银河系内由一颗中子星或黑洞与一颗普通恒星组成的双星系统，中子星或黑洞吸积恒星的物质产生高温的吸积盘及相对论性的喷流，在观测上表现为间歇性或长期变化的X射线和射电辐射，是研究强引力场和相对论物理的宇宙天然实验室。GRS 1915+105是一颗著名的微类星体，含有一个快速旋转的黑洞，并观测到视超光速运动的射电喷流，是研究极端高能物理过程的重要样本。自发现起近30多年来，该黑洞一直具有丰富的X射线光变特征和间歇性射电喷流，但我们对黑洞喷流的动力学和快速光变的起源依然不清楚。

为了揭开微类星体的相对论性喷流的神秘面纱，国际合作研究团队自2020至2022年利用FAST对GRS 1915+105首次开展高时间精度的射电连续谱光变和偏振监测。利用FAST高采样和探测灵敏度优势，在2021年1月和2022年6月的两次观测均发现黑洞存在微弱的射电脉搏，脉搏周期约为0.2秒。这个脉搏周期不稳定，而且大部分时间无法探测，因此称之为准周期振荡。该合作研究成果中，武汉大学田鹏夫、张平博士、王伟教授及国家天文台王培副研究员为共同第一作者，国家天文台刘继峰研究员、姜鹏研究员、李菂研究员等是共同作者。

这一成果是国际首次观测到微类星体中亚秒级的低频射电准周期振荡的现象，并揭示黑洞系统的该准周期振荡现象与相对论性喷流直接相关。此次黑洞射电辐射脉搏的发现，对于揭示致密天体相对论性射电喷流的起源与动力学过程具有重要科学意义，将打开黑洞射电观测和理论研究的新思路。

（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉）