天眼發(fā)現(xiàn)黑洞存在微弱射電脈搏

近日，《自然》發(fā)表了武漢大學(xué)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《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。

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1992 年被發(fā)現(xiàn)以來，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，但研究人員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，2020 年至2022 年，國際合作研究團隊利用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。

這是國際上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。