首次在射电波段观测到黑洞“脉搏”

7月26日拍摄的“中国天眼”全景。新华社记者 欧东衢摄

综合新华社电 我国科学家领导的国际合作团队近期利用“中国天眼”发现，著名微类星体GRS 1915+105的黑洞存在亚秒级低频射电准周期振荡现象，就像微弱的射电“脉搏”。这是国际首次在射电波段观测到黑洞“脉搏”，有望打开黑洞射电观测和理论研究的新思路。

该研究由武汉大学天文学系与中国科学院国家天文台团队牵头完成，相关成果7月27日在国际学术期刊《自然》发表。

微类星体是银河系内由一颗中子星（或黑洞）与一颗普通恒星组成的双星系统，中子星或黑洞吸积恒星的物质，产生高温的吸积盘及相对论性喷流，是研究强引力场和相对论物理的宇宙天然实验室。GRS 1915+105含有一个快速旋转的黑洞，自发现起约30年来，该黑洞一直具有丰富的X射线光变特征和间歇性射电喷流。

此项研究中，研究团队对GRS 1915+105开展了高时间精度的射电连续谱光变和偏振监测，发现该微类星体的黑洞存在微弱的射电“脉搏”，周期约为0.2秒。这一发现得益于“中国天眼”的高采样优势和探测灵敏度优势。

“此次发现的黑洞‘脉搏’周期不稳定，而且大部分时间无法探测，因此称之为准周期振荡。”文章第一作者、中国科学院国家天文台副研究员王培介绍，研究团队还分析了黑洞喷流的复杂动力学特性，揭示了该准周期振荡现象与黑洞相对论性喷流直接相关。

“此次黑洞射电辐射‘脉搏’的发现，对于揭示致密天体相对论性射电喷流的起源与动力学过程具有重要科学意义。”王培说。

被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）是目前全球最大且最灵敏的单口径射电望远镜，运行维护工作是保障其正常观测的重中之重。26日，国家重点研发计划“智能机器人”重点专项“重大科学基础设施FAST运行维护作业机器人系统”项目，在“中国天眼”通过现场验收，智能机器人为“中国天眼”提供运行维护保障。

此次通过验收的项目包括5套机器人系统和平台，分别是馈源支撑缆索及滑车检测机器人、促动器自动化维护机器人平台系统、反射面激光靶标维护机器人、馈源接收机拆装机器人及无线电干扰智能监测系统、馈源舱全天候智能测量系统。

该项目突破了“中国天眼”高空复杂障碍物馈源支撑钢索与滑车安全检测、大批量液压促动器群自动化维护、大坡度反射面激光靶标自动维护、全天候馈源舱位姿测量、馈源接收机高效率更换、无线电干扰智能监测、馈源舱全天候测量等机器人技术，解决了“中国天眼”运行维护中存在的高危作业风险隐患、人工维护效率低下、气候条件制约观测等问题。

“智能维护机器人系统将有效确保‘中国天眼’的运行安全，提高望远镜的观测时间和使用效率，促进天文成果的产出。”FAST运行和发展中心常务副主任、总工程师姜鹏介绍。据测算，这些成果每年能为“中国天眼”增加约30天的可观测时间。

当前，“中国天眼”已进入成果爆发期：发现的新脉冲星已超过800颗，是国际上同一时期所有其他望远镜发现脉冲星总数的3倍以上；发现迄今轨道周期最短脉冲星双星系统；探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据……继续保持着我国在低频射电天文学方面的国际领先地位。