科學家發現黑洞吸積流風存在的直接觀測證據

近期，中國科學院上海天文台和南京大學科研團隊合作，發現了黑洞熱吸積流中存在風的直接觀測證據。相關研究成果日前在國際學術期刊《自然·天文學》上發表。

宇宙中幾乎所有星系中心都存在一個超大質量黑洞，黑洞周圍的氣體在黑洞引力的作用下朝黑洞下落，形成黑洞吸積盤。吸積盤會發出強烈的輻射和物質外流，人類首張黑洞照片中拍到的輻射就是源於吸積盤。黑洞吸積是研究活動星系核、伽馬射線暴等重要高能天體物理現象的理論基礎。根據其温度不同，黑洞吸積流分為“冷”、“熱”兩種，宇宙中大部分黑洞周圍是熱吸積流。熱吸積流中是否存在風曾經是該領域爭論的焦點問題。上海天文台科研團隊前期完成的理論研究證明，熱吸積流中存在很強的風。這一成果被同行專家稱為該領域的重要研究進展，它不僅決定了天文學家們如何理解黑洞的觀測結果，還被認為是影響整個星系演化的關鍵因素。

然而，這種風的觀測信號較弱等因素導致直接觀測證據欠缺。該研究中，合作團隊通過分析一個典型存在熱吸積流的黑洞——M81*的高分辨率光譜，發現了鐵元素的紅移以及藍移的發射線。觀測數據表明，這些發射線是從速度約每秒3000公里的外流（風）中發出來的，而且這些外流的温度為12keV。為理解這些觀測結果，合作團隊通過模擬計算，發現與觀測結果吻合。這一結果證明M81*中的確存在很強的風，首次發現了熱吸積流中風存在的直接觀測證據，驗證了熱吸積流理論預言的結果，有助於更好地理解黑洞吸積過程、黑洞與星系的共同演化等重要科學問題。