国家天文台意识黑洞高速喷射物质的新形式
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记者从中科院获悉,中国科学院大学天文与空间科学学院教授、国家天文台研究员刘继峰带领的团队在国际上首次从超软X射线源发现相对论性高速喷流,从而打破了天文学界以往的认知,揭示了黑洞吸积和喷流形成的新方式。国际顶级科学期刊《自然》于北京时间26日凌晨公布了这一重大科学发现。《自然》杂志认为此项工作是2015年度本领域内最重要的五大发现之一。

《中国科学报》 (2015-11-26 第1版 要闻)

黑洞在吞噬物质的过程中有时也会产生向外的喷流。黑洞如何吞噬物质及喷流如何形成是天体物理学中的重要前沿问题。刘继峰领导的团队利用世界上最大的光学望远镜——西班牙的GTC十米望远镜和美国的Keck十米望远镜,对千万光年之外的旋涡星系M81中的极亮超软X射线源进行了光谱监测研究,首次发现其光谱中具有高度蓝移的氢元素发射线,揭示了该系统中存在速度达到0.2倍光速的相对论性重子喷流。

这项研究为科学家理解黑洞吸积与喷流形成打开了一扇新的窗口。此前天文学家普遍认为黑洞吞噬物质后不能产生超软X射线谱态,且只有在X射线低硬谱态或甚高谱态下才会产生相对论性喷流。“在超软X射线源中发现相对论性喷流出乎所有人的意料,这改写了我们对超软X射线源的本质和喷流形成的认知。”美国科学院院士、英国皇家学会院士、哈佛大学终身教授Remash Narayan评论说,“而它的观测特征和人们对黑洞处于极高吸积率态的猜想及新近的数值模拟结果相符合,生动展示了黑洞过量吞噬物质时产生高速重子喷流和浓密的吸积盘风的情况。”

这项研究为天文学家理解黑洞吸积与喷流形成打开了一面新的窗口。“在超软X射线源中发现相对论性喷流出乎所有人的意料,这改写了我们对超软X射线源的认知和喷流形成的认知。”美国科学院院士、英国皇家学会院士、哈佛大学教授Remash Narayan评论说,“它的观测特征和人们猜想并进行了大量数值模拟的处于极高吸积率的黑洞完全契合,生动展示了黑洞吞噬物质过多后产生高速重子喷流和浓密吸积盘外流的情况。”

这项研究为天文学家理解黑洞吸积与喷流形成打开了一面新的窗口。此前天文学家普遍认为黑洞吞噬物质后不能产生超软X射线谱态,且只有在X射线低硬谱态或甚高谱态下才会产生相对论性喷流。“在超软X射线源中发现相对论性喷流出乎所有人的意料,这改写了我们对超软X射线源的本质和喷流形成的认知。”美国科学院院士、英国皇家学会院士、哈佛大学终身教授Remash Narayan评论说,“而它的观测特征和人们对黑洞处于极高吸积率态的猜想及新近的数值模拟结果相符合,生动展示了黑洞过量吞噬物质时产生高速重子喷流和浓密的吸积盘风的情况。”

黑洞在吞噬物质的过程中有时也会向外喷流。黑洞如何吞噬物质及喷流如何形成是天体物理学中的重大前沿问题。刘继峰团队利用世界上最大的光学望远镜——西班牙的GTC十米望远镜和美国的Keck十米望远镜,对千万光年之外的旋涡星系M81中的极亮超软X射线源进行了光谱监测研究,首次发现其光谱中具有高度蓝移的氢元素发射线,揭示了该系统中存在速度达到0.2倍光速的相对论性重子喷流。

中国科学家首次发现相对论性高速喷流

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刘继峰团队利用世界上最大的光学望远镜,美国的Keck十米望远镜和西班牙的GTC十米望远镜,对处于千万光年之外的蜗漩星系M81中的极亮超软X射线源进行了光谱监测研究,首次发现其光谱中有随时间变化的蓝移的氢元素的发射线,揭示了该系统中存在速度达到20%光速的相对论性重子喷流。这种相对论性喷流,不可能由白矮星产生,也不可能由带有超软X射线辐射的中等质量黑洞产生,因此确认了此天体其实是处于超软X射线谱态的恒星级黑洞。

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本报讯记者从中科院国家天文台了解到,国家天文台研究员刘继峰带领团队在国际上首次从超软X射线源发现相对论性高速喷流,打破了天文学界以往的认知,揭示了黑洞吸积和喷流形成的新方式。该成果于北京时间11月26日凌晨发表于《自然》杂志。《自然》审稿人认为此项工作是2015年度本领域内最重要的五大发现之一。

国家天文台台长、中国科学院大学天文与空间科学学院院长严俊表示,这项工作是刘继峰团队继2013年11月在《自然》杂志上发表X射线极亮源的研究成果后,在黑洞研究领域的又一突破性的重大天文发现。近年来我国天文学家不断在《自然》等杂志发表重要科学成果,表明了我国天文学整体研究水平的逐步提升和巨大潜力。

长期以来,黑洞如何吞噬物质并形成喷流是天体物理学的基本难题,也一直是天体物理研究的前沿问题。天文学家一直认为黑洞吞噬物质后不能产生超软X射线谱态,且只有在X射线低硬谱态或甚高谱态下才会产生相对论性喷流。

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旋涡星系M81中的极亮超软X射线源位置。彩图由美国的Hubble空间望远镜、GALEX紫外望远镜、Spitzer红外望远镜、Chandra X射线望远镜的图像合成。

黑洞吸积物质并产生高速物质喷流和吸积盘风的艺术想象图(北京天文馆喻京川创作)

北京时间11月26日,国际科学期刊《自然》公布了一项中国科学家的重大科学发现。中国科学院国家天文台研究员刘继峰带领团队在国际上首次从超软X射线源发现相对论性高速喷流,打破了天文学界以往的认知,揭示了黑洞吸积和喷流形成的新方式。《自然》杂志认为此项工作是2015年度本领域内最重要的五大发现之一。

[video:我国科学家在黑洞研究领域取得重大发现:揭示黑洞高速喷射物质新模式]

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