“黑洞”是宇宙中最神秘的天體之一，長(zhǎng)久以來(lái)一直以“只進(jìn)不出，貪得無(wú)厭”的形象示人，并被冠以“太空中最自私怪物”的頭銜。隨著科學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)黑洞的認(rèn)識(shí)逐漸加深，發(fā)現(xiàn)這個(gè)“神秘的怪物”絕非只進(jìn)不出，有時(shí)還十分“慷慨”。

北京時(shí)間今天凌晨，《自然》雜志公布了一項(xiàng)中國(guó)科學(xué)家的重大發(fā)現(xiàn)。中國(guó)科學(xué)院大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院教授、國(guó)家天文臺(tái)研究員劉繼峰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次從超軟X射線源發(fā)現(xiàn)相對(duì)論性高速噴流，打破了天文學(xué)界以往的認(rèn)知，揭示了黑洞吸積和噴流形成的新方式?！蹲匀弧冯s志對(duì)這項(xiàng)成果進(jìn)行了高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為此項(xiàng)工作是2015年度天文學(xué)領(lǐng)域最重要的五大發(fā)現(xiàn)之一。

三張小圖從上至下分別為：錢德拉望遠(yuǎn)鏡X射線照片、NASA斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡紅外線照片、哈勃空間望遠(yuǎn)鏡可見(jiàn)光照片。 大圖為三張望遠(yuǎn)鏡照片合成圖。（圖片提供者：國(guó)家天文臺(tái)白宇）

劉繼峰教授告訴記者，黑洞在吞噬物質(zhì)后會(huì)形成噴流，從而“吐”出一些物質(zhì)，這一“脾性”早已被證實(shí)。然而此前的研究?jī)H從硬X射線源中發(fā)現(xiàn)過(guò)相對(duì)論性高速噴流，相當(dāng)于黑洞沒(méi)有“吃飽”，吐出的僅僅是輕子分位的物質(zhì)。此次從超軟X射線源發(fā)現(xiàn)相對(duì)論性高速噴流，表明黑洞一旦吞噬過(guò)量“吃飽了”，會(huì)吐出重子分位的物質(zhì)。這項(xiàng)成果為天文學(xué)家理解黑洞吸積與噴流形成打開(kāi)了一扇新的窗口?！霸诔沊射線源中發(fā)現(xiàn)相對(duì)論性噴流出乎所有人的意料，這改寫(xiě)了我們對(duì)超軟X射線源的本質(zhì)和噴流形成的認(rèn)知?！泵绹?guó)科學(xué)院院士、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)院士、哈佛大學(xué)終身教授瑞馬什·納瑞安評(píng)論說(shuō)，“它的觀測(cè)特征和人們對(duì)黑洞處于極高吸積率態(tài)的猜想及新近的數(shù)值模擬結(jié)果相符合，生動(dòng)展示了黑洞過(guò)量吞噬物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生高速重子噴流和濃密的吸積盤(pán)風(fēng)的情況?！蹦馨l(fā)現(xiàn)這一令全世界天文學(xué)家“出乎意料”的成果，劉繼峰教授笑言有些“歪打正著”。“超軟X射線源過(guò)去甚至不被認(rèn)為是黑洞。我們用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到后只是想去研究超軟X射線源本身，沒(méi)想到在光譜中意外發(fā)現(xiàn)了一條不認(rèn)識(shí)的譜線。經(jīng)過(guò)數(shù)年的思考與新的觀測(cè)，才確定為高度藍(lán)移的氫元素發(fā)射線，得出了其中存在相對(duì)論性重子噴流，改變了大家對(duì)黑洞的認(rèn)知?！彼f(shuō)。國(guó)家天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)嚴(yán)俊表示，這項(xiàng)工作是劉繼峰團(tuán)隊(duì)繼2013年11月在《自然》雜志上發(fā)表X射線極亮源的研究成果后，在黑洞研究領(lǐng)域的又一突破性的重大天文發(fā)現(xiàn)。黑洞在吞噬物質(zhì)的過(guò)程中有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生向外的噴流。黑洞如何吞噬物質(zhì)及噴流如何形成是天體物理學(xué)中的重大前沿問(wèn)題。劉繼峰領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)利用世界上最大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡——西班牙的GTC十米望遠(yuǎn)鏡和美國(guó)的Keck十米望遠(yuǎn)鏡，對(duì)千萬(wàn)光年之外的旋渦星系M81中的極亮超軟X射線源進(jìn)行了光譜監(jiān)測(cè)研究，首次發(fā)現(xiàn)其光譜中具有高度藍(lán)移的氫元素發(fā)射線，揭示了該系統(tǒng)中存在速度達(dá)到0.2倍光速的相對(duì)論性重子噴流。

近年來(lái)我國(guó)天文學(xué)家不斷在《自然》等雜志發(fā)表重要科學(xué)成果，表明了我國(guó)天文學(xué)整體研究水平的逐步提升和巨大潛力。