帥俊全/央視新聞

十幾年前，天文學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)來自一個(gè)超大質(zhì)量黑洞的X射線準(zhǔn)周期震蕩信號(hào)——“黑洞的心跳“。十幾年后，當(dāng)天文學(xué)家再次有機(jī)會(huì)觀測(cè)這個(gè)黑洞時(shí)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)信號(hào)仍在持續(xù)。這項(xiàng)研究工作由國(guó)家天文臺(tái)高能天體物理團(tuán)組主導(dǎo)，合作者包括英國(guó)杜倫大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，相關(guān)成果6月10日發(fā)表于《英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)月刊》。

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這個(gè)特殊的黑洞被命名為RE J1034+396,是一個(gè)距離地球6億光年，具有2百萬個(gè)太陽質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞。2007年，科學(xué)家們利用歐洲宇航局的XMM-牛頓衛(wèi)星，首次發(fā)現(xiàn)這個(gè)黑洞的X射線輻射具有一小時(shí)左右的周期性震蕩信號(hào)。2011年以后，由于該黑洞的視線方向離太陽太近，對(duì)其心跳信號(hào)的監(jiān)測(cè)也停止了。直到2018年，科學(xué)家們?cè)俅斡袡C(jī)會(huì)對(duì)這個(gè)黑洞開展觀測(cè)。研究團(tuán)隊(duì)向歐洲宇航局和美國(guó)宇航局申請(qǐng)使用XMM-牛頓衛(wèi)星、“核光譜望遠(yuǎn)鏡陣列”衛(wèi)星和“雨燕”衛(wèi)星，對(duì)RE J1034+396開展聯(lián)合觀測(cè)，并于2018年10月順利完成了所有觀測(cè)任務(wù)。經(jīng)過詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，該團(tuán)隊(duì)最終確認(rèn)，RE J1034+396的X射線震蕩信號(hào)仍然存在，并且比10年前更強(qiáng)了！這是目前觀測(cè)到的超大質(zhì)量黑洞心跳信號(hào)的最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間。

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宇宙中存在大量的具有百萬至上億個(gè)太陽質(zhì)量的黑洞。電影《星際穿越》里的“卡剛圖雅”黑洞就是這樣一個(gè)大黑洞。漂浮在星際空間中的物質(zhì)會(huì)被黑洞的引力所俘獲，在逐漸落入黑洞的過程中，會(huì)形成一個(gè)圓盤狀的結(jié)構(gòu)，并在黑洞周圍很小的空間里釋放大量的能量，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的高能輻射，比如X射線。但是，這種高能輻射的周期性重復(fù)信號(hào)卻極少被發(fā)現(xiàn)。這種信號(hào)的周期攜帶了關(guān)于黑洞視界附近的物質(zhì)尺度和結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵信息。

據(jù)了解，目前已知的一個(gè)能夠產(chǎn)生類似心跳信號(hào)的黑洞，是一個(gè)位于銀河系旋臂內(nèi)，被稱為GRS 1915+105的小黑洞。該黑洞的質(zhì)量?jī)H為12個(gè)太陽質(zhì)量，正快速地從其旁邊的一顆恒星吸收物質(zhì)，并以67赫茲左右的“心率”產(chǎn)生X射線心跳信號(hào)。通過簡(jiǎn)單的質(zhì)量對(duì)比，科學(xué)家們估算了RE J1034+396的“理論心率”，發(fā)現(xiàn)和“實(shí)測(cè)心率”很一致。

論文第一作者兼通訊作者金馳川研究員表示：“這個(gè)心跳信號(hào)非常美秒！它首次證明來自超大質(zhì)量黑洞的這類周期性信號(hào)可以長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，并為我們提供了深入研究其物理機(jī)制和起源的重要線索和絕佳機(jī)會(huì)。RE J1034+396也可以成為我國(guó)下一代X射線天文衛(wèi)星，比如愛因斯坦探針等衛(wèi)星的重要觀測(cè)目標(biāo)之一。

目前，該研究團(tuán)隊(duì)正對(duì)多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，以期對(duì)該心跳信號(hào)的性質(zhì)有更多了解，并與銀河系內(nèi)的小質(zhì)量黑洞作對(duì)比，從而獲得對(duì)黑洞視界附近的物理過程的更深刻理解。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的科学家发现迄今持续最久的超大质量"黑洞心跳"的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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