▲黑洞想象示意图(图片来源:David Mark/pixabay)
2019年,在浩渺宇宙的探索中,黑洞无疑是最为吸引公众的热词之一。令人惊喜的是,在这些重大发现中,出现了不少中国科学家的身影。让我们来盘点一下这一年中,来自中国的“黑洞贡献”。
4月10日
人类首张黑洞照片公布
由全球13个合作机构共同创建的事件视界望远镜(EHT)团队宣布,经过几十年的探索与积累,天文学家终于成功获得了超大黑洞的首个直接视觉证据——室女座星系团中超大质量星系M87中心的黑洞图像。《天体物理学杂志通信》以特刊形式,用六篇论文发表了这一重大成果。
黑洞所具有的极强引力可以使其周围的时空弯曲,并将其周围的气体吸入。在此过程之中,被吸入气体的引力能转化为热能,导致这些气体温度升高并发出强烈的辐射。这使得黑洞沉浸在一片发光气体的明亮区域中。借此,人类有可能为黑洞拍摄下“剪影”。
在这场漫长的探索中,共有16位中国科学家参与EHT项目。由于他们在EHT中做出的重要贡献,上海成为EHT全球发布黑洞照片的六个地点之一。
4月11日
发现首例双中子星合并形成的磁星
中国科学技术大学薛永泉研究团队与国内外研究人员合作,发现了首例双中子星合并形成的大质量毫秒快转的磁星X射线爆发事件。新发现的磁星距离地球66亿光年,磁场是地球的千万亿倍,爆发仅持续七小时,发光强度是太阳的万亿倍。研究论文发表在《自然》杂志上。
▲遥远宇宙中神秘磁星的假想图(图像创作:王国燕、何聪)
中子星具有超高密度、超强磁场等极端属性。人们通常认为,双中子星合并的直接产物是黑洞,但有理论预言其产物也可以是大质量毫秒快转的极强磁场中子星——磁星,然而多年来该理论未被观测证实。
新发现的磁星证实了之前的理论预言,表明双中子星合并直接产物可以是大质量毫秒磁星,为更加深入研究中子星的形成、物理属性及双中子星合并提供了难得机遇与全新视角。国际知名天文学家戴子高评价其为“开创性的发现”。
9月5日
找到黑洞吸积理论“最后一块拼图”
《自然》杂志在线发表了中国天文学家主导的一项新发现,论文题为“供给类星体超大质量黑洞吸积盘燃料的核区快速内流”。科学家通过光谱追踪黑洞吸积气体中的氢和氦元素后发现,气体正背向观测者运动流入星系核区,也就是黑洞方向。并且,其速度由0持续增加到了5000公里/秒,这表明气体受黑洞引力作用持续加速下落。由于这一速度对应着吸积盘外边界处黑洞引力的自由落体速度,因此该发现从运动学上直接证实气体确实到达了吸积盘。
▲看!有气体流向黑洞(姜鹏/绘)
黑洞吸积理论认为,星系气体下落到距离黑洞约一光年的位置时,由于黑洞的强大引力和高速转动会形成盘状气体流,形成吸积盘。但此前没人亲眼看到气体流入黑洞吸积盘。这一观测找到了证明黑洞吸积理论的重要证据,完成了“最后一块拼图”。
11月28日
发现恒星级“黑洞之王”
《自然》杂志发表了中国科学院国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队的一项重大发现。研究团队依托我国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST),发现了一颗迄今为止质量最大的恒星级黑洞。
这颗70倍太阳质量的黑洞远超理论预言的质量上限,颠覆了人们对恒星级黑洞形成的认知,有望推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。
作者:杨馥溪
编辑:许琦敏
责任编辑:任荃
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