黑洞在吞噬物質(zhì)的過程中有時也會產(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)中的重大前沿問題。劉繼峰領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊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)鏡和美國的Keck十米望遠(yuǎn)鏡,對千萬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倍光速的相對論性重子噴流。

黑洞吸積物質(zhì)并產(chǎn)生高速物質(zhì)噴流和吸積盤風(fēng)的藝術(shù)想象圖(北京天文館喻京川創(chuàng)作)。

這項研究為天文學(xué)家理解黑洞吸積與噴流形成打開了一面新的窗口。此前天文學(xué)家普遍認(rèn)為黑洞吞噬物質(zhì)后不能產(chǎn)生超軟X射線譜態(tài),且只有在X射線低硬譜態(tài)或甚高譜態(tài)下才會產(chǎn)生相對論性噴流。“在超軟X射線源中發(fā)現(xiàn)相對論性噴流出乎所有人的意料,這改寫了我們對超軟X射線源的本質(zhì)和噴流形成的認(rèn)知。”美國科學(xué)院院士、英國皇家學(xué)會院士、哈佛大學(xué)終身教授Remash Narayan評論說,“而它的觀測特征和人們對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,生動展示了黑洞過量吞噬物質(zhì)時產(chǎn)生高速重子噴流和濃密的吸積盤風(fēng)的情況?！?/p>

國家天文臺臺長、中國科學(xué)院大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院院長嚴(yán)俊表示,這項工作是劉繼峰團(tuán)隊繼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)。近年來我國天文學(xué)家不斷在《自然》等雜志發(fā)表重要科學(xué)成果,表明了我國天文學(xué)整體研究水平的逐步提升和巨大潛力。