原标题:前方高能！中国的“护目镜”有了新的发现

前方高能！中国的“护目镜”有了新的发现

◎科技日报记者卢成宽

中国首颗X射线天文卫星——贵研卫星，新发现！

22日，记者从中国科学院高能物理研究所(以下简称中国科学院高能研究所)获悉，该研究所等国内外单位的研究人员在高于200 kV的能量范围内发现了黑洞双星系统的低频准周期振荡，这是迄今为止发现的能量最高的低频准周期振荡现象。结果表明，振荡源于黑洞视界附近喷流的进动。相关结果发表在《自然天文学》网上。

20世纪80年代发现的低频准周期振荡是X射线双星中常见的时变现象，它表明光变曲线上出现了周期性相似但不精确的调制信号。“30多年来，低频准周期振荡的起源一直是致密天体研究中有待解决的难题。”该论文的第一作者，中国科学院高能研究所的马翔博士说。

目前最流行的解释低频准周期振荡的模型有两种。一类模型认为物质在下落到黑洞的过程中形成吸积盘，这个吸积盘的不稳定性会导致X射线辐射的振荡；另一个模型认为黑洞附近的冕状X射线辐射区的进动或振荡导致X射线辐射产生准周期调制信号。

“在Goggles卫星之前，X射线卫星只具有研究30 keV以下能量区域的低频准周期振荡的能力，因此很难区分这些模型。”这篇论文的合著者、中国科学院高能研究所的陶炼博士说。卫星有效能量范围为1 keV -250 keV，30 keV以上有效面积最大。科学家期待卫星能够探测到一些黑洞中30 keV以上的低频准周期振荡，从而对相关理论模型进行更严格的检验。

2018年3月11日，黑洞X射线双星MAXI J1820+070爆发，成为长期以来天空中最亮的X射线源之一空。伴随着Goggles卫星的快速反应，这个重要的天体过程已经被高频率定点观测了几个月，积累了大量的观测数据。

基于这些观测数据，研究小组发现，MAXI J1820+070在较宽的能量范围内存在低频准周期振荡，最高能量超过200 keV，几乎比Goggles之前观测到的低频准周期振荡能量上限高出一个数量级，说明低频准周期振荡并不是来自吸积盘的热辐射区域。进一步研究表明，低频准周期振荡的频率和变化幅度不随能量变化，能量较低的低频准周期振荡比能量较高的低频准周期振荡来得晚，这与现有的流行模型严重冲突。

“因此，我们提出低频准周期振荡应该是黑洞视界附近的喷流进动引起的，很可能是黑洞旋转产生的广义相对论的参考系拖曳效应引起的。”该论文的合著者、中国科学院高能研究所研究员张双南说。

所谓射流，是指以接近光速的速度运动的高速物质流。它是黑洞系统的主要观测特征，也是黑洞系统在吞噬周围物质的过程中对周围环境产生显著反馈作用的主要手段。但是这些喷流离黑洞非常远，所以不清楚它们起源于黑洞多远，也不清楚它们是如何逃离黑洞强大的引力场，被加速到光速的。

在这方面，张双南说，这是第一次，喷流的源头位于离黑洞数百公里的地方，这是迄今为止观察到的离黑洞最近的相对论喷流。这对研究黑洞附近的一般相对论效应、物质动力学过程和辐射机制具有重要意义。