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中国“慧眼”卫星发现距离黑洞最近的高速喷流

原标题:中国的“鬼眼”卫星发现了离黑洞最近的最高速度的喷气式飞机 北京9月22日电(记者孙子发)中国“眼之眼”(HXMT)卫星又有重大发现——其最新观测结果发现…

原标题:中国的“鬼眼”卫星发现了离黑洞最近的最高速度的喷气式飞机

北京9月22日电(记者孙子发)中国“眼之眼”(HXMT)卫星又有重大发现——其最新观测结果发现了离黑洞最近的高速喷流,这对研究黑洞附近的一般相对论效应、物质动力学过程和辐射机制具有重要意义。

22日,记者从中国科学院高能物理研究所(中科院高能所)获悉,黑洞双星系统的低频准周期振荡(QPO)是最近由“贵研”卫星在高于200 kV的能量范围内发现的,这是迄今为止发现的能量最高的低频准周期振荡现象。进一步研究表明,低频准周期振荡源于黑洞视界附近相对论射流的进动(等离子射流高速向外运动)(即射流方向绕一中心轴旋转),为解决有争议的低频准周期振荡的物理起源提供了重要依据。

这次黑洞领域的重要观测发现和研究是由中国科学院高能研究所、南安普敦大学、德国图宾根大学、上海天文台、中国科学院等研究人员共同完成的。成果论文已由最新的国际专业学术期刊《自然天文学》在线发表。

中国科学院高能研究所认为,低频准周期振荡是80年代发现的,是X射线双星普遍存在的时变现象。它的起源是30多年来致密天体研究中未解决的问题。

2018年3月,编号为“MAXI J1820+070”的黑洞X射线双星(由一个数倍于太阳质量的黑洞和一颗恒星组成的双星系统)爆发,它是长期以来天空中最亮的X射线源之一空。“贵研”号卫星反应迅速,进行了几个月的高频定点观测,获得了海量的观测数据。

国际合作小组根据“贵研”卫星的观测数据发现,MAXI J1820+070在较宽的能量范围内存在低频准周期振荡,最高能量超过200keV,几乎比贵研卫星之前其他卫星发现的准周期振荡能量上限高出一个数量级。所以研究小组提出低频准周期振荡应该是黑洞视界附近的喷流进动引起的,很可能是黑洞自转引起的广义相对论的时间空参考系拖曳效应引起的。

射流是以接近光速的速度运动的高速物质流。在许多黑洞X射线双星系统和中心有超大质量黑洞(质量是太阳质量的几百万到几十亿倍)的遥远类星体中,在射电、可见光和X射线波段都观察到了它。它是黑洞系统的主要观测特征,也是黑洞系统在吞噬周围物质的过程中对周围环境产生显著反馈作用的主要手段。

但之前观测到的喷流离黑洞非常远,这些喷流离黑洞有多远,如何逃离黑洞的强引力场并被加速到接近光速,目前还不清楚。“贵燕”号卫星的最新观测首次将喷流源定位在距离黑洞数百公里的区域,这是迄今为止观测到的距离黑洞最近的相对论喷流。

研究小组指出,“贵研”卫星对MAXI J1820+070中低频准周期振荡现象的研究成果,显示了其研究天体高能X射线快速光变的强大能力。未来,“贵研”卫星有望发现更多的高能低频准周期振荡现象,这将加深学术界对低频准周期振荡现象的认识。

“贵燕”是我国第一颗空之间的X射线天文卫星。该卫星项目由中国科学院高能研究所提出,以卫星有效载荷、地面应用系统和科学研究为主导。(结束)

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