天文学家揭示银河黑洞新特征

黑洞是宇宙中最神秘的物体，其特征听起来就像直接来自科幻电影。

例如，质量约为 10 个太阳的恒星质量黑洞通过吞噬伴星的物质来揭示它们的存在。在某些情况下，超大质量黑洞会在一些星系的中心积聚，形成明亮致密的区域，称为类星体，其质量相当于太阳的数百万至数十亿倍。可以发射高度磁化等离子体射流的吸积恒星质量黑洞的一个子集被称为微类星体。

包括内华达大学拉斯维加斯分校天体物理学家张兵在内的一个国际科学家团队在 7 月 26 日的《自然》杂志上报道了一项名为 GRS 1915+105 的银河微类星体专门观测活动。该团队揭示了以前从未见过的微类星体系统的特征。

天文学家利用中国的大型500米口径球面射电望远镜(FAST)，首次在射电波段发现了来自微类星体系统的准周期振荡(QPO)信号。QPO 是天文学家用来了解黑洞等恒星系统如何运作的一种现象。虽然它们已经在微类星体的 X 射线中被观察到，但它们以这种方式之外的存在——作为系统无线电发射的一部分——是独一无二的。

“这种奇特的 QPO 信号的周期大约为 0.2 秒，频率约为 5 赫兹，”领导这一发现的团队的中国武汉大学教授 Wei Wang 说。“这样的信号并不总是存在，只有在特殊的物理条件下才会出现。我们的团队很幸运，两次捕捉到信号——分别是在 2021 年 1 月和 2022 年 6 月。”

内华达大学拉斯维加斯分校天体物理中心主任、该研究的通讯作者之一张表示，这一独特特征可能提供银河系恒星质量黑洞发射的“喷流”活动的第一个证据。在某些条件下，一些黑洞双星系统会发射喷流——平行的带电物质束和磁场的混合体，其移动速度接近光速。

“在吸积黑洞系统中，X射线通常探测黑洞周围的吸积盘，而无线电发射通常探测从吸积盘和黑洞发射的射流，”张说。“在相对论性喷流中引发时间调制的详细机制尚未确定，但一种可能的机制是喷流处于进动状态，这意味着喷流方向有规律地指向不同的方向，并每隔约 0.2 次返回到原​​始方向一次。秒。”

张说，黑洞的自转轴与其吸积盘(黑洞周围极热、明亮的旋转气体)之间的错位可能会导致这种效应，这是快速旋转黑洞附近时空拖动的自然结果。

“不过，还存在其他可能性，对这个和其他银河微类星体源的持续观测将为理解这些神秘的 QPO 信号带来更多线索，”张说。