我国科学家发现黑洞吸积流风存在的直接观测证据

IT之家 7 月 15 日消息 据中国科学院上海天文台网站，近日，中国科学院上海天文台和南京大学科研团队合作，通过分析观测数据，并利用磁流体动力学数值模拟，发现了黑洞热吸积流中存在风的直接观测证据。

IT之家了解到，该成果近日发表在了国际知名学术期刊《自然・天文学》上。

据介绍，宇宙中几乎所有星系中心都存在一个超大质量黑洞，黑洞周围的气体在黑洞引力的作用下朝黑洞下落，形成黑洞吸积盘。吸积盘会发出强烈的辐射和物质外流，人类首张黑洞照片中拍到的辐射就是源于吸积盘。黑洞吸积是研究活动星系核、伽马射线暴等重要高能天体物理现象的理论基础。

根据其温度不同，黑洞吸积流分为“冷”、“热”两种，宇宙中大部分黑洞周围是热吸积流。热吸积流中是否存在风曾经是该领域争论的焦点问题。十年前，上海天文台课题组完成的理论研究证明，热吸积流中存在很强的风。这一结果被同行专家称为该领域的一个重大进展，它不仅决定了天文学家们如何理解黑洞的观测结果，还被认为是影响整个星系演化的关键因素。

然而，由于这种风的观测信号比较弱等因素，直接观测证据一直非常欠缺。合作团队最近通过分析一个典型存在热吸积流的黑洞 ——M81*—— 的高分辨率 Chandra 光谱，发现了铁元素的红移以及蓝移的拉曼阿拉法发射线。

观测数据表明，这些发射线是从速度约每秒 3000 公里的外流（风）中发出来的，而且这些外流的温度为 12keV。为理解这些观测结果，合作团队对 M81 * 的热吸积流的风进行了磁流体动力学数值模拟，依据模拟结果计算了吸积流的风产生的发射线的性质，发现与观测结果非常吻合（如图所示）。这一结果证明 M81 * 中的确存在很强的风，首次发现了热吸积流中风存在的直接观测证据，验证了热吸积流理论预言的结果。