最近，射電天文學(xué)家前所未有地在一起罕見的超大質(zhì)量黑洞吞噬恒星引發(fā)的爆發(fā)事件中發(fā)現(xiàn)了極其致密的射電噴流。理論預(yù)測，當(dāng)恒星運動到超大質(zhì)量黑洞附近時，在黑洞強大引力場的潮汐力支配下，整個恒星會被“撕裂”成氣體流，其中約一半質(zhì)量的氣體會被黑洞捕獲后環(huán)繞黑洞形成一個吸積盤。在此過程中釋放出大量的引力能，一部分轉(zhuǎn)化為電磁輻射，導(dǎo)致在幾乎整個電磁波譜上都出現(xiàn)強烈的爆發(fā)現(xiàn)象。在某些特定的物理條件下，黑洞和吸積盤系統(tǒng)會將部分物質(zhì)以接近光速的速度拋射出去，形成噴流。Swift J1644+57是一顆距離銀河系約47億光年的星系，2011年3月觀測到一次劇烈的爆發(fā)事件，它是第一個據(jù)信存在高速相對論性噴流的超大質(zhì)量黑洞潮汐瓦解恒星事件，因此對理解宇宙天體之間弱肉強食的殘酷競爭非常關(guān)鍵。
由瑞典昂薩拉空間天文臺的楊軍（中國科學(xué)院上海天文臺客座教授）領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊利用甚長基線干涉測量（VLBI）技術(shù)對Swift J1644+57進(jìn)行了長達(dá)三年的跟蹤觀測，探測到“新生”射電噴流并限定了噴流的速度。利用分布在歐亞大陸的十多個射電望遠(yuǎn)鏡組成的甚長基線干涉網(wǎng)（European VLBI Network），合成了一個尺寸接近于地球大小的超級望遠(yuǎn)鏡。利用該超級望遠(yuǎn)鏡陣列，該團(tuán)隊長期監(jiān)測了Swift J1644+57噴流的位置變化，獲得了世界頂級水平的測量精度（約10微角秒），這相當(dāng)于觀測月球上一枚1元硬幣所張開的角度。
楊軍說：“擁有如此高精度的測量，加上長達(dá)三年的射電監(jiān)測，可確保我們探測到幾十億光年距離上遙遠(yuǎn)星系Swift J1644+57射電輻射結(jié)構(gòu)的微弱結(jié)構(gòu)變化”。“我們發(fā)現(xiàn)了射電噴流極其致密、非常穩(wěn)定、沒有任何明顯的運動跡象。”楊軍進(jìn)一步補充道。對于此結(jié)果，荷蘭VLBI聯(lián)合研究所（JIVE）的高級科學(xué)家Zsolt Paragi解釋到：“新形成的噴流與星系中的星際介質(zhì)相互碰撞會導(dǎo)致其很快減速，以及以前的研究中發(fā)現(xiàn)的極小噴流視角，都有可能導(dǎo)致其噴流呈現(xiàn)出極其致密的觀測特征。”這些最新結(jié)果開啟了對寧靜星系中央超大質(zhì)量黑洞被激活后產(chǎn)生“新生”噴流研究的窗口。
上海天文臺研究員安濤強調(diào)：“此次觀測中，不僅孔徑較大的射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)揮了重要作用，而且孔徑較小的望遠(yuǎn)鏡，如中國佘山和南山的25米、瑞典昂薩拉（Onsala）的25米望遠(yuǎn)鏡也功不可沒。因為這些小望遠(yuǎn)鏡的射電波束寬，能夠同時觀測Swift J1644+57和臨近的參考源，在數(shù)據(jù)校準(zhǔn)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。”
此篇文章發(fā)表于《皇家天文學(xué)會月刊快報》（MNRAS Letters）。
歐洲VLBI網(wǎng)（EVN）觀測圖像（左）以及頂級精度的相對位置測量（右）。右圖表明Swift J1644+57的噴流無明顯的橫向運動，速度上限為0.3倍光速。
中國-博士人才網(wǎng)發(fā)布
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