超軟X射線源

國際頂級科學期刊《自然》25日公佈了一項重大科學發現，中國科學家首次發現黑洞高速噴射物質的新模式，從超軟X射線源發現相對論性高速噴流，打破了天文學界以往的認知。《自然》雜誌認為此項工作是2015年度本領域內最重要的五大發現之一 ^[1]  。

這項成果是由中國科學院大學天文與空間科學學院教授、國家天文台研究員劉繼峯帶領團隊，利用世界上最大的光學望遠鏡——西班牙的加那利大型望遠鏡（西班牙文：Gran Telescopio Canarias，簡稱GTC十米望遠鏡，為目前世界上最大最先進的光學和紅外望遠鏡）和美國的凱克望遠鏡（英文：Keck Telescope，也稱Keck十米望遠鏡，為世界上最大的望遠鏡之一），對上千萬光年之外的漩渦星系M81中的極亮超軟X射線源進行了光譜監測研究發現的 ^[1]  。

據介紹，劉繼峯團隊首次發現其光譜中具有高度藍移的氫元素髮射線，揭示了該系統中存在速度達到0.2倍光速的相對論性重子噴流。這項研究為天文學家理解黑洞吸積與噴流形成打開了一面新的窗口 ^[1]  。

多年來，黑洞被視為宇宙中最神秘的天體之一。此前人們對黑洞的瞭解只知在吞噬物質的過程中有時也會產生向外的噴流。至於黑洞如何吞噬物質、如何形成噴流，仍是天體物理學中的重大前沿問題。同時，天文學家普遍認為，黑洞吞噬物質後不能產生超軟X射線譜態，且只有在X射線低硬譜態或甚高譜態下才會產生相對論性噴流 ^[1]  。

在美國科學院院士、英國皇家學會院士、哈佛大學終身教授Remash Narayan看來，“在超軟X射線源中發現相對論性噴流出乎所有人的意料，這改寫了我們對超軟X射線源的本質和噴流形成的認知”。“而它的觀測特徵和人們對黑洞處於極高吸積率態的猜想及新近的數值模擬結果相符合，生動展示了黑洞過量吞噬物質時產生高速重子噴流和濃密的吸積盤風的情況 ^[1]  。”

國家天文台台長、中國科學院大學天文與空間科學學院院長嚴俊表示，這項工作是劉繼峯團隊繼2013年11月在《自然》雜誌上發表X射線極亮源的研究成果後，在黑洞研究領域的又一突破性的重大天文發現。近年來，中國天文學家不斷在《自然》等雜誌發表重要科學成果，表明了中國天文學整體研究水平的逐步提升和巨大潛力 ^[1]  。