
“慧眼”卫星项目由中科院高能所提出并牵头负责卫星有效载荷、地面应用系统和科学研究工作,它的成功发射和运行,使中国在国际竞争激烈的高能天体物理观测领域占有重要一席之地。
浩瀚太空,中国“慧眼”识英雄。
最新发现,有个“冕”竟然能逃离黑洞!
不过,中国科学家团队通过中国首颗空间X射线天文卫星“慧眼”(HXMT)观测数据最新研究发现,一个俗称“冕”的等离子体流竟然能逃离黑洞,这将给人们带来对黑洞强引力场新的认知。

“慧眼”卫星首次探测到冕的动力学演化。研究团队 供图
发现逃离黑洞之“冕”
最新成果论文题为《“慧眼”卫星在黑洞X射线双星MAXI J1820+070中发现了向外运动的冕》,由武汉大学、中科院高能所、中科院国家天文台、南京大学、清华大学等研究人员共同完成。武汉大学天体物理中心游贝博士是第一作者,武汉大学王伟教授和中科院高能所张双南研究员是共同通讯作者。
黑洞X射线双星研究历史
中科院高能所介绍说,早在上世纪60年代,天文学家就在银河系中探测到X射线辐射源。在这些X射线源中,天鹅座X-1(Cygnus X-1)是第一个被认为存在黑洞的双星系统。此后随着天文学发展,在银河系中发现的黑洞X射线双星系统越来越多。目前普遍认为,在黑洞X射线双星中,伴星物质被黑洞引力捕获,旋转着逐渐向黑洞运动,形成吸积盘结构,而在吸积盘内区附近又会形成高温冕。然而,冕在黑洞附近如何运动一直是致密天体研究中的一个未解之谜。

热冕对吸积盘照射强度的演化。研究团队 供图
2018年3月,距地球大约1.13万光年处的黑洞X射线双星MAXI J1820+070发生爆发,而且在相当长一段时间里是天空中最亮的X射线源之一,“慧眼”卫星随即对这个天体的爆发进行高频次观测。
近期,武汉大学天体物理中心领衔研究团队通过分析“慧眼”卫星的能谱数据发现,当X射线辐射强度逐渐减小,亦即冕逐渐衰弱时,其对吸积盘的照射程度(即从冕出射的光子,照射到吸积盘和无穷远处的流量比值)也在减弱。研究团队指出,从冕中出射的X射线光子对吸积盘的照射强弱,依赖冕的运动速度以及黑洞的引力场。

资料图:低频QPO起源于围绕黑洞进动的高速喷流的艺术想象示意图。中科院高能所“慧眼”卫星团队 供图
最新“冕王”研究确认
该团队对同时期MAXI J1820+070的X射线时变分析显示,当X射线辐射流强逐渐下降时,冕的几何尺度趋向黑洞收缩(即尺度在减小);而越靠近黑洞,引力弯曲效应越强,吸积盘相对于冕的张角越大,冕辐射出的X射线光子本应有更大比例照射到吸积盘上,增强冕对吸积盘的照射。

研究团队表示,此次“冕王”发现和确认的重要成果,第一次系统描绘出黑洞X射线双星在爆发过程中,等离子体流逃离黑洞引力场的速度演化,对于理解黑洞吸积过程和相对论效应意义重大。

资料图:“慧眼”卫星首次探测到了能量在200keV以上的低频QPO。中科院高能所“慧眼”卫星团队 供图
“慧眼”卫星展示综合优势
据了解,“慧眼”硬X射线调制望远镜(Hard X-ray Modulation Telescope,英文简称HXMT)卫星是中国第一颗空间天文卫星(也称空间天文望远镜、空间天文台),它既可以实现宽波段、大视场X射线巡天,又能够研究黑洞、中子星等高能天体的短时标光变和宽波段能谱,同时还是具有高灵敏度的伽马射线暴全天监视仪。

资料图:“慧眼”卫星在太空的艺术想象图。中科院高能所“慧眼”卫星团队 供图
作为中国首台空间X射线望远镜,“慧眼”卫星于2011年正式进入工程研制阶段,2017年6月中旬发射成功,开展科学观测。其携带高、中、低能三台X射线望远镜,主要科学目标包括:搜寻银盘面上的新的暂现源,监测已知的变源;观测X射线双星以研究强引力场或强磁场中的运动和辐射机制;监测研究伽马射线暴和引力波电磁对应体。
来源:中国新闻社、中国新闻网
编辑:芊芊

