动科普|听,来自黑洞的“美妙心跳”_光明网
十几年前,地理学家们初次观测到了来自一个超大质量黑洞的X射线准周期震动信号;十几年后,当地理学家们再次有时机观测这个黑洞时,惊喜地发现这个信号仍在继续!  这个特别的黑洞名为REJ1034+396,是一个间隔地球6亿光年,具有2百万个太阳质量的超大质量黑洞。2007年,地理学家们初次发现这个黑洞的X射线辐射里存在一个一小时左右的周期性震动信号。2011年后,因为该黑洞的视野方向离太阳太近,导致卫星无法继续观测,地理学家们不得不中止对其心跳信号的监测。  直到2018年,地理学家们运用XMM-牛顿卫星、“核光谱望远镜阵列(NuSTAR)”卫星和“雨燕(Swift)”卫星重启了对这个黑洞的联合观测。结果表明,RE J1034+396的X射线震动信号依然存在,而且比10年前更强!  这是现在观测到的继续时间最长的超大质量黑洞的心跳信号,初次证明了来自超大质量黑洞的这类周期性信号能够长时间保持稳定。科学家们猜想它源自黑洞视界邻近高温物质的周期性结构改变进程。  现在已知的一个能够发生类似心跳信号的黑洞,是一个坐落银河系旋臂内,被称为GRS 1915+105的小黑洞。不过,它的质量仅为12个太阳质量,正快速地从其周围的一颗恒星吸收物质,并以67赫兹左右的“心率”发生X射线心跳信号。比照研讨发现,虽然稀有十万倍质量和巨细的不同,两个黑洞却能在一些特别行为上体现高度类似。  实际上,世界中存在很多具有几十万至上百亿个太阳质量的黑洞,漂浮在星际空间中的物质会被黑洞引力所抓获。在逐步落入黑洞的进程中,会构成一个圆盘状的结构,并在黑洞周围很小的空间里开释很多的能量,发生很强的X射线辐射。这种X射线辐射的周期性重复信号,携带了关于黑洞视界邻近的物质标准和结构的要害信息,具有极高的研讨价值,却很少被发现。  也因而,REJ1034+396为地理学家们供给了深入研讨该心跳信号的物理机制和来源的重要头绪和绝佳时机。这个黑洞也能够成为我国下一代X射线地理卫星的重要观测方针之一。  本视频根据最新科学研讨进展制造,论文:Jin C., Done C., Ward M., 2020, MNRAS, 495, 3538  科学审阅:金驰川  策  划:宋雅娟  制  作:徐倩阳 肖春芳

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