在宇宙的神秘舞台上,黑洞一直扮演着令人着迷的角色。近日,国家重大科技基础设施高海拔宇宙线观测站(LHAASO,简称“拉索”)取得了一项重大突破,首次清晰观测到黑洞在吞噬伴星物质时,有规律地产生宇宙最高能粒子的过程,并认证了首个拍电子伏伽马射线变源,相关研究成果发表于权威学术期刊。
此次观测聚焦于天鹅座X - 3这个双星系统,它由一颗黑洞和一颗大质量伴星组成。在这个系统中,黑洞展现出强大的引力,疯狂地吸食伴星吹出的星风。“拉索”探测到该系统辐射出的伽马射线能量极高,对应的宇宙线粒子能量至少达到30PeV(拍电子伏特),这一数值远远超出了当前理论预期,使得该系统成为迄今已知宇宙中能量最高的粒子加速器。
科研人员形象地将这一现象比喻为黑洞进食时打出的“超级饱嗝”,而且这个“饱嗝”还十分有规律。这种规律体现在两个方面:一方面,“拉索”观测到的超高能爆发与费米伽马射线空间望远镜观测到的低能爆发高度同步,低能辐射亮时,高能辐射也亮;低能辐射暗时,高能辐射则完全熄灭。另一方面,这个信号会随着4.8小时的周期发生变化,而这个周期恰好是黑洞和伴星互相绕行一圈的时间。
借助这一独特的“节拍”,科研人员成功将黑洞加速粒子的区域精确锁定在仅约3个太阳半径的尺度内,这是人类迄今为止对超高能宇宙粒子加速器精度最高的一次定位。
这一发现意义重大,它让我们不再满足于给宇宙拍摄静态照片,而是能够拍摄“高清电影”,开启了一个全新的超高能时域天文学领域。同时,它也为探索黑洞附近极端的引力、磁场和物质状态开辟了新的途径。目前,这项成果已经在天体物理领域引起了高度关注,成为国际上各类专业会议上讨论的热门话题之一。











