黑洞吸積物理圖像“最後一塊拼圖”完成

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科技日報訊 （記者吳長鋒 付毅飛）記者從中國科學技術大學獲悉，該校團隊與中國極地研究中心團隊合作，在國際上首次成功觀測到類星體核區為超大質量黑洞吸積盤提供吸積燃料的快速內流氣體，完成了黑洞吸積物理圖像的“最後一塊拼圖”。該成果於9月5日發表在《自然》上。

論文作者之一、中國極地研究中心南極天文學研究室副研究員姜鵬介紹，各星系的中心都存在着超大質量黑洞。它們以超強引力高速吞噬周圍星際物質，部分物質在被吞噬前轉化為能量釋放出來，可以產生超過整個星系的亮度，形成宇宙中最明亮的天體——類星體。但吸積盤如何不斷獲得物質供應的機理尚不明確。如果沒有源源不斷的物質供應，黑洞會很快將附近物質消耗殆盡，類星體就不再發光。這一供應過程遠離發光中心，難以被天文望遠鏡觀測到。

中國科學技術大學—中國極地研究中心南極天文學團隊及其合作者完成了這一現象的解密。研究者們在8個明亮的類星體的光譜中觀測到了氫、氦元素激發態吸收線，這些吸收線除了宇宙膨脹導致的紅移外，還由於多普勒效應產生了額外的紅移。團隊帶頭人周宏巖教授解釋：“類星體光譜中的吸收線是由處於類星體和地球之間的物質造成的。吸收線的多普勒紅移表明物質在遠離我們，這就意味着物質在接近類星體中心。”

研究團隊根據多普勒紅移的大小計算出來的物質內流速度高達5000千米每秒。進一步計算可以知道黑洞完成這一“吞吃”過程需要幾百年，這期間類星體也可以持續閃耀。

團隊中的孫鹿鳴博士介紹：“本工作最大的創新之處是利用了宇宙中常見的氫和氦原子特定狀態下產生的紅移吸收線，同時得到物質運動速度和物質到類星體的距離這兩個信息。”