據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)網(wǎng)站9月4日消息，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)天文學(xué)系活動星系核研究小組與中國極地研究中心南極天文學(xué)研究組、中國科學(xué)院國家天文臺高能天體物理研究組合作，在國際上首次成功觀測到類星體核區(qū)為超大質(zhì)量黑洞吸積盤提供吸積燃料的快速內(nèi)流物質(zhì)，完成了黑洞吸積物理圖像的最后一塊拼圖，在黑洞吸積物理、活動星系、黑洞和星系共同演化等研究領(lǐng)域具有重要科學(xué)價值。成果論文于9月5日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上。

圖自中國科大網(wǎng)站

類星體是20世紀(jì)60年代的天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)之一。類星體位于一些遙遠星系的中心，比星系小很多，但它釋放的能量卻可以比星系還多很多。目前，天文學(xué)家已了解其能量產(chǎn)生機制：類星體中心的超大質(zhì)量黑洞以其強大引力吞噬周圍物質(zhì)，物質(zhì)被吞噬前聚集在黑洞附近形成吸積盤，并在吸積盤中將引力能轉(zhuǎn)化為光能釋放出去。天文學(xué)家相信類星體的寄主星系會持續(xù)不斷的提供物質(zhì)給吸積盤供應(yīng)燃料，并稱這一假設(shè)中的物質(zhì)供應(yīng)為內(nèi)流。內(nèi)流的觀測驗證還缺少最后一塊拼圖：最內(nèi)區(qū)即位于吸積盤附近的內(nèi)流由于視尺度太小，無法空間分辨，從未被明確觀測到，成為黑洞吸積模型的一個長期懸而未決的問題。

類星體吸收線技術(shù)是探測類星體附近、位于地球和類星體連線上的氣體的強有力工具。研究組創(chuàng)新性的使用了激發(fā)態(tài)的中性氫和氦元素所產(chǎn)生的吸收線作為內(nèi)流氣體的探針。這一探針的優(yōu)勢是：理論上最內(nèi)區(qū)的內(nèi)流氣體密度較高且溫度較低，更容易產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的中性氫和氦的吸收線。研究組使用這一探針在8個類星體的寄主星系中探測到了內(nèi)流。內(nèi)流在觀測上表現(xiàn)為由于多普勒效應(yīng)而紅移的吸收線，紅移速度即內(nèi)流速度最高可以達到5000千米每秒，并且在0到最高速度之間連續(xù)，表現(xiàn)出了氣體在黑洞引力作用下持續(xù)加速下落的過程。利用輻射轉(zhuǎn)移、熱力學(xué)等模擬內(nèi)流氣體的吸收線光譜并和觀測數(shù)據(jù)對比可以推算內(nèi)流氣體的密度、位置、厚度等物理參數(shù)，這些參數(shù)符合黑洞吸積模型的預(yù)期，更重要的是對位置的計算結(jié)果直接驗證了內(nèi)流確實位于吸積盤附近，處于最內(nèi)區(qū)。

中國極地研究中心研究員、中國科大天文學(xué)系雙聘教授周宏巖是論文的第一作者與共同通訊作者，中國科大天文學(xué)系王挺貴教授和國家天文臺袁為民研究員是論文的共同通訊作者。