中國科學院國家天文臺2016年1月1日對外發布三項天文觀測新成果,依次是對銀河系恒星做“人口普查”、快速射電暴、黑洞數據。
第一項成果是基于國家大科學裝置郭守敬望遠鏡的科學發現。郭守敬望遠鏡在國際上通稱為LAMOST,它是我國自主設計、研制并建造的、目前世界上光譜獲取率最高的天文望遠鏡。截至目前,郭守敬望遠鏡圓滿結束正式巡天三年的觀測任務,成功獲得了462萬個高質量恒星光譜,比世界上所有已知光譜巡天項目獲得的數據總數還要多。相當于對銀河系的恒星做了一次較大范圍的“人口普查”,獲得了“大數據”?;趯︺y河系大數據分析研究,發現了一批古老的恒星珍貴“標本”,運動最快的星體等;精確測量了太陽的本動速度(即我們居住的太陽系在銀河系中如何運動),還初步測定了太陽系鄰域內暗物質的成分的多少。這些成果都已得到國際認可。
正式巡天以來LAMOST走過的腳?。ㄌ靺^覆蓋圖)
第二項成果是國家天文臺李毅超博士、陳學雷研究員在2015年參與的國際合作項目中,發現了一顆快速射電暴。快速射電暴是遙遠宇宙中突然出現的短暫而猛烈的無線電波暴發。它持續時間極短,通常只有數個毫秒,但卻能釋放出相當于太陽在一整天釋放的能量。從十年前首次被發現,它的爆發起源一直是個謎。此次新發現的快速射電暴,捕捉到更多的物理信息,因而可以推斷它大約來自30億光年以內,一個近期的超新星遺跡或活躍的恒星形成區。合作論文月初發表在著名的《自然》期刊上。
快速射電暴藝術想象圖
第三項是一個和黑洞有關的科學成果。國家天文臺茍利軍研究員團隊剛剛對銀河系內的一個黑洞天體-“Nova Muscae 1991”(蒼蠅座新星),做了兩個關鍵物理量—質量和轉動速度的測量,發現一個黑洞是個“胖子”。因為這個黑洞距離我們大約是16000光年,雖然發現20多年了(按照光速傳播,需要跑16000年,這也說明1991年天文學家曾看到的黑洞爆發,是發生在16000年之前的),但是之前我們對這個黑洞的特性并不了解。我們此次和美國的科學家一起聯合觀測,測得這個黑洞的質量相當于11個太陽質量,這在恒星這個級別的黑洞中算比較重的,就好比我們地球人的平均重量是70公斤,突然來了重量120-130公斤的人,我們就會覺得他很重。我們首次看清了這顆恒星級黑洞的身材,確實有點點胖!
而它的轉動速度,可能會有更多天文愛好者關心。如果看過《星際穿越》電影的話,大家或許能記得主人公在圍繞卡剛都亞黑洞的繞轉的行星上只呆了3個小時,但是后來卻發現黑洞外的飛船上已經過了21年,時間相差了6萬多倍。產生這樣巨大的時間差異,其中條件就是行星極度靠近黑洞的同時,黑洞也以最大速度轉動,這樣行星上的時間在我們看來就會被極大地拉長。國家天文臺利用太空X射線望遠鏡的數據對黑洞的轉速做了測量,發現它中等轉速,每秒鐘379圈。當然這和我們2014年測得的天鵝座X-1黑洞每秒至少1000轉的轉速比,不算快的,然而就“Nova Muscae 1991”黑洞系統的轉速,假如有某個行星在其周圍最靠近的穩定存在,那么對于行星上的時鐘也會走得很慢,只不過不會有6萬倍那么大的差別。黑洞在很多的時候被當做時空機器,仍有太多的未解之密,還需要我們進行更多的觀測研究。
蒼蠅座新星想象圖
中國科學院國家天文臺成立于2001年4月,本次為國家天文臺成立15年來首次向公眾發布重大基礎性成果。