中新網(wǎng)北京6月12日電 (記者 孫自法)中國科學(xué)院國家天文臺12日發(fā)布消息說(shuō)，天文學(xué)家2007年首次發(fā)現被形象稱(chēng)為“黑洞的心跳”——來(lái)自一個(gè)超大質(zhì)量黑洞的X射線(xiàn)準周期震蕩信號，時(shí)隔十幾年之后，當天文學(xué)家再次有機會(huì )觀(guān)測這個(gè)黑洞時(shí)，發(fā)現這個(gè)“黑洞的心跳”信號仍在持續并更強。

　　這項重要天學(xué)研究工作由中科院國家天文臺高能天體物理團組金馳川研究員主導，合作者包括英國杜倫大學(xué)克里斯·多恩(Chris Done)教授和馬丁·伍德(Martin Ward)教授，研究成果論文近日在《英國皇家天文學(xué)會(huì )月刊》發(fā)表。

　　中科院國家天文臺介紹，該特殊“心跳”黑洞是一個(gè)距離地球6億光年、200萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞，其編號為RE J1034+396。2007年，科學(xué)家們利用歐洲空間局的XMM-牛頓衛星，首次發(fā)現這個(gè)黑洞的X射線(xiàn)輻射具有1小時(shí)左右的周期性震蕩信號。2011年以后，由于該黑洞的視線(xiàn)方向離太陽(yáng)太近，對其“心跳”信號的監測也即停止。

　　直到2018年，科學(xué)家們再次有機會(huì )對這個(gè)黑洞開(kāi)展觀(guān)測。由金馳川領(lǐng)銜的研究團隊向歐空局和美國宇航局申請使用XMM-牛頓衛星、“核光譜望遠鏡陣列”衛星和“雨燕”衛星，對RE J1034+396開(kāi)展聯(lián)合觀(guān)測，并于2018年10月順利完成所有觀(guān)測任務(wù)。研究團隊后續經(jīng)過(guò)詳細數據分析，最終確認RE J1034+396的X射線(xiàn)震蕩信號仍然存在，并且比10年前更強。這也是目前觀(guān)測到的超大質(zhì)量黑洞“心跳”信號的最長(cháng)持續時(shí)間。

　　作為成果論文第一作者兼通訊作者，金馳川表示，“這個(gè)‘心跳’信號非常美妙，它首次證明來(lái)自超大質(zhì)量黑洞的這類(lèi)周期性信號可以長(cháng)期保持穩定，并為我們提供了深入研究其物理機制和起源的重要線(xiàn)索和絕佳機會(huì )。RE J1034+396也可以成為中國下一代X射線(xiàn)天文衛星，比如愛(ài)因斯坦探針衛星和eXTP衛星的重要觀(guān)測目標之一”。

　　論文合作者之一的克里斯·多恩說(shuō)：“我們目前的理解是這種‘心跳’信號源自黑洞視界附近高溫物質(zhì)的周期性結構變化過(guò)程。通過(guò)與GRS 1915+105這個(gè)位于銀河系內部的小質(zhì)量黑洞的對比，證明了雖然不同類(lèi)型的黑洞質(zhì)量差別可達數十萬(wàn)倍以上，但它們在一些特殊行為的表現方面卻非常類(lèi)似”。

　　目前，金馳川領(lǐng)銜研究團隊正對多顆衛星的數據進(jìn)行深入分析，以期對該黑洞“心跳”信號的性質(zhì)有更多了解，并與銀河系內的小質(zhì)量黑洞作對比，從而獲得對黑洞視界附近物理過(guò)程的更深刻理解。

　　據了解，宇宙中存在大量的具有百萬(wàn)至上億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞，但在黑洞周?chē)a(chǎn)生X射線(xiàn)等高能輻射的周期性重復信號卻極少被發(fā)現，這種信號的周期攜帶了關(guān)于黑洞視界附近的物質(zhì)尺度和結構的關(guān)鍵信息。此前已知的一個(gè)能夠產(chǎn)生類(lèi)似“心跳”信號的黑洞，是位于銀河系旋臂內編號為GRS 1915+105的小黑洞，其質(zhì)量?jì)H為12倍太陽(yáng)，正快速從旁邊一顆恒星吸收物質(zhì)，并以67赫茲左右“心率”產(chǎn)生X射線(xiàn)“心跳”信號。通過(guò)簡(jiǎn)單的質(zhì)量對比，天文學(xué)家估算出RE J1034+396的理論“心率”，發(fā)現和實(shí)測“心率”很一致。(完)