中國天眼FAST解密黑洞“脈搏”

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從中國科學(xué)院國家天文臺獲悉，北京時間7月26日，國際科學(xué)期刊《自然》雜志（Nature）發(fā)表了圍繞中國天眼FAST的最新科研成果。武漢大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院天文學(xué)系與中國科學(xué)院國家天文臺聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)的國際合作研究論文“Sub-second periodic radio oscillations in a microquasar”（微類星體中的亞秒級周期射電振蕩），揭示了黑洞噴流的復(fù)雜動力學(xué)特性。

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。GRS 1915+105是一顆著名的微類星體，含有一個快速旋轉(zhuǎn)的黑洞，并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(fā)現(xiàn)起近30多年來，該黑洞一直具有豐富的X射線光變特征和間歇性射電噴流，但我們對黑洞噴流的動力學(xué)和快速光變的起源依然不清楚。

為了揭開微類星體的相對論性噴流的神秘面紗，國際合作研究團隊自2020至2022年利用FAST對GRS 1915+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。利用FAST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，脈搏周期約為0.2秒。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。該合作研究成果中，武漢大學(xué)田鵬夫、張平博士、王偉教授及國家天文臺王培副研究員為共同第一作者，國家天文臺劉繼峰研究員、姜鵬研究員、李菂研究員等是共同作者。

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(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)。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。

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