悟空探测卫星发现超大质量黑洞的伽马射线

悟空号探测卫星是中国科学系列卫星的首发星，它不仅拥有能够洞察宇宙暗物质的眼睛，而且其观测能段范围之宽、能量分辨率之优，超过国际上其他同类探测器，性能优越，可谓神通广大，而且悟空探测卫星发现超大质量黑洞的伽马射线。

近日，暗物质粒子探测卫星“悟空”近两个月内频繁记录到来自超大质量黑洞CTA 102的伽马射线爆发。这是暗物质卫星科研团队自卫星上天后首次发布观测成果。“悟空”观测到的现象表明，黑洞CTA 102正经历新一轮活跃期。

紫金山天文台副研究员、暗物质卫星项目团队成员徐遵磊介绍，宇宙中广泛存在着一类称作超大质量黑洞的天体，几乎在每个大星系的中心，都存在至少一个这样的黑洞，包括我们所处的银河系也同样如此。它们的质量大到数百亿倍太阳质量，小的也有数十万倍太阳质量。特别是有些巨型黑洞在宇宙极早期就已经存在了。它们如何形成，如何随着宇宙演变，如何反作用于星系演化等问题都是未解之谜。这些黑洞是不折不扣的宇宙“妖怪”。其中有一类这样的黑洞在大量地“吞噬”着其周围物质，“吞噬”过程中物质聚集形成吸积盘并且产生强有力的喷流，使其表现得异常明亮。这一类天体称作活动星系核，它们占所有星系的比例不到10%。

CTA 102便是这样一个活动星系核，其距离太阳系大约80亿光年，黑洞质量约8.5亿倍太阳质量。关于CTA 102，历史上还有一个有趣的故事。1963年CTA 102第一次在无线电波段被发现时，人们曾经一度认为这就是外星文明发出的信号。甚至当后来看到变化的无线电信号时，还有人认为是高级智慧文明在作祟。进一步的观测发现它其实是一个活跃的黑洞，在吸积物质的时候形成巨大的喷流，产生相对论性粒子并辐射出从无线电直至伽马射线波段的电磁波。CTA 102上一次比较剧烈的活动发生在2012年。

我国于2015年底发射的暗物质粒子探测卫星“悟空”，主要目标就是通过空间观测宇宙射线和伽马射线，来探索宇宙暗物质和类似黑洞这样的宇宙“妖怪”。紫金山天文台暗物质卫星团队介绍，自今年10月以来，“悟空”频繁捕捉到来自CTA 102的伽马射线辐射。特别是11月23日以后，“悟空”记录到明显增强的伽马射线爆发现象，这一爆发在2016年12月16日达到峰值。记录到的最高光子能量约620亿电子伏特，相当于静止质子等效能量的66倍。

这一观测结果也得到其他设备的印证。紫金山天文台1米近地天体巡天望远镜也观测到CTA 102的此轮爆发。根据望远镜记录，在2016年6月18日至12月20日之间，CTA 102亮度持续增强。

徐遵磊称：“CTA 102是‘悟空’捕获的第一个‘小妖’。借助其火眼金睛，我们相信在未来它必将抓获更多的各色宇宙‘妖怪’，为我们认识宇宙万象提供有力的帮助。”

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