天文学家揭示星系黑洞的新特征

艺术家对FAST望远镜捕捉到的微类星体事件的描绘。鸣谢:武汉大学王巍教授

（奇点天文dprenvip.com）据内华达大学（托尼·阿伦）黑洞是宇宙中最神秘的物体，其特征听起来像是直接来自科幻电影。

例如，质量约为10个太阳的恒星质量黑洞，通过吞噬其伴星的物质来揭示它们的存在。在某些情况下，超大质量黑洞在一些星系的中心聚集，形成明亮的致密区域，称为类星体，质量相当于我们太阳的几百万到几十亿倍。可以发射高度磁化等离子体射流的吸积恒星质量黑洞的子集被称为微类星体。

包括UNLV天体物理学家张兵在内的一个国际科学家小组在《自然》杂志上报道了一项关于银河微类星体GRS 1915+105的专门观测活动。该团队揭示了一个从未见过的微类星体系统的特征。

利用中国的大型500米口径球面射电望远镜(FAST)，天文学家首次从任何微类星体系统中发现了无线电波段的准周期振荡(QPO)信号。qpo是一种天文学家用来了解黑洞等恒星系统如何运作的现象。虽然qpo已经在来自微类星体的X射线中被观察到，但它们在这种背景之外的存在——作为系统无线电发射的一部分——是独特的。

“这种奇特的QPO信号大约有0.2秒的周期，或者说大约5赫兹的频率，”领导这一发现团队的中国武汉大学教授王巍说。“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。我们的团队很幸运地捕捉到了两次信号——分别在2021年1月和2022年6月。”

内华达天体物理中心主任张是该研究的通讯作者之一，他表示，这一独特的特征可能为星系恒星质量黑洞发射的“喷流”提供了第一手证据。在某些条件下，一些黑洞双星系统会发射出一股喷流——由平行的带电物质束和磁场混合而成，以接近光速的速度移动。

“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盘和黑洞发射的喷流，”张说。“在相对论性喷流中诱导时间调制的详细机制尚未确定，但一个似乎合理的机制是喷流是潜在的进动，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秒返回原始方向一次。”

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

“其他可能性是存在的，但是，对这个和其他星系微类星体源的持续观察将为理解这些神秘的QPO信号带来更多的线索，”张说。