意外发现：国际研究人员团队发现宇宙“心跳”

显示了W50星云中的SS 433和费米J1913 + 0515的艺术作品。

出乎意料的发现是由于在中央佛罗里达大学管理的NSF设施中收集了十多年的数据，以及来自NASA费米大面积太空望远镜的数据。

一个国际研究人员小组使用来自阿雷西博天文台和费米太空望远镜的数据，发现了他们所谓的“伽马射线心跳”，它来自宇宙气云。

云团位于天鹰座星座中，并以节奏“跳动”，在被称为SS 433的微类星体系统中，黑洞距我们有100光年。研究结果于2020年8月发表在《自然天文学》杂志上。

研究合著者，德国Zeuthen的Deutsches Elektronen-Synchrotron的Humboldt研究员，Jian Li说：“这一结果对显而易见的解释提出了挑战，这是以前发表的理论模型所料想不到的。”“它为我们提供了揭示SS 433的粒子传输并探究其附近磁场结构的机会。”

在SS 433系统中，黑洞绕着一颗巨型恒星运行，这是地球太阳质量的30倍。黑洞在绕行过程中从巨星中吸取物质，形成一个漩涡状的吸积盘，该盘状吸水盘排入黑洞，就像水流入浴缸的排水口一样。

不过，某些问题并没有落入孔中，而是从圆盘的中心向上和向下两个方向以高速螺旋状喷出，就像轮子上的钉子一样。

微型星体SS 433由一个黑洞和一个绕着轨道运行的巨型恒星组成，黑洞不断从恒星中吸取物质。该物质在掉入黑洞之前会聚集在吸积盘上。但是，某些物质并没有落入黑洞，而是通过顶部和底部的两个窄射流被抛入太空。由于吸积盘不完全位于两个伙伴的轨道平面内，因此它像旋转的陀螺仪一样倾斜摆放，并且射流也照此旋转，描述了空间螺旋。在与旋转喷流和吸积盘相同的节奏下，约100光年远的不起眼的气体云在伽马射线的照耀下闪耀。这种时间上的对应关系暗示了直接的联系，但尚不清楚微类星体如何驱动气云的伽马射线“心跳”。动画片：科学传播实验室DESY

研究人员通过分析来自NASA的费米大面积太空望远镜以及使用Arecibo天文台的1,000英尺宽的射电望远镜收集的Galactic ALFA HI勘测数据的十多年来的数据，做出了这一发现。该天文台最近遭到破坏，目前处于离线状态，但科学家仍可以访问以前收集的数据。工程师正在评估造成电缆断裂的原因并计划维修。

研究人员发现，黑洞喷流的进动或摆动与气体云发出的伽马射线信号相匹配。研究人员已经在费米J1913 + 0515气云中标记了该位置。位置是使用阿雷西博天文台的望远镜显示的，费米提供了有关SS 433系统的数据。

李说：“一致的时期表明气云的排放是由微型类星体提供动力的。”

科学家们仍不完全了解喷射流如何克服黑洞的拉力并从圆盘上喷出，目前的研究提出了一个新问题–黑洞如何推动气云的心跳？

这项研究的研究人员说，还需要进一步的观察和理论研究，但有人提出，云的伽马射线辐射是由喷射末期产生的氢原子核（称为快质子）的注入引起的，或靠近黑洞。

李说：“ SS 433继续使观察者在各种频率上和理论家都惊叹不已。”“并且可以肯定，这为我们未来几年关于宇宙射线产生和在微类星体附近传播的想法提供了试验平台。”

阅读来自宇宙气体云的神秘伽玛射线心跳令科学家感到困惑，以获取更多有关此研究的信息。

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参考：李健，迭戈·托雷斯，刘若瑜，马修·克尔，艾玛·德·欧娜·威廉姆和杨苏的“由微类星体SS 433供电的伽马射线心跳”，2020年8月17日，自然天文学。DOI：
10.1038 / s41550-020-1164-6

研究的合著者还包括西班牙巴塞罗那航天科学研究院的迭戈·托雷斯，巴塞罗那的EstalusAvançats研究中心和巴塞罗那的Catalana研究中心。刘若瑜，中国南京大学天文与空间科学学院，中国教育部南京大学现代天文学与天体物理重点实验室；马修·科尔（Matthew Kerr），位于华盛顿特区海军研究实验室的太空科学部； Emma deOñaWilhelmi和德国Zeuthen的Deutsches Elektronen-Synchrotron以及西班牙巴塞罗那的空间科学研究所；和杨苏，中国科学院紫金山天文台和射电天文学重点实验室，南京。

UCF与Ana G.Méndez大学和Yang Enterprises Inc.合作，管理着国家科学基金会的Arecibo天文台。该设施是地球上最强大的望远镜之一，被全世界的科学家用来进行研究。在大气科学，太空天气研究，行星科学，射电天文学和雷达天文学领域。

阿雷西博（Arecibo）也是一个团队的所在地，该团队通过美国宇航局（UCF）授予的赠款，运行由美国国家航空航天局（NASA）行星防御协调办公室提供的近地天体观测计划所支持的行星雷达项目。

这项研究的资金来自美国国家航空航天局，美国能源部，原子能委员会和法国国家科学研究中心/法国国家核物理研究所。意大利的Agenzia Spaziale Italiana和Istituto Nazionale di Fisica Nuclear；日本教育，文化，体育，科学和技术部，高能加速器研究组织和日本航天探索局以及瑞典的K. A. Wallenberg基金会，瑞典研究委员会和瑞典国家航天局。

意大利科学天文学研究所和法国国家空间研究中心也为科学分析提供了额外的支持。这项工作部分由美国能源部合同编号DE-AC02-76SF00515完成，并得到了亚历山大·冯·洪堡基金会和中国国家自然科学基金会的支持，批准号为NSFC-11673013和NSFC-11733009，批准号为PGC2018-095512- B-I00，SGR2017-1383和AYA2017-92402-EXP。