近日，安徽师范大学教授舒新文研究团队与合作者发现了中等质量黑洞吞噬恒星发出的X射线准周期振荡信号，类似于黑洞的“心跳”。这是天体物理学家首次发现该类现象，为宇宙中存在中等质量黑洞提供了关键证据。2月28日，该研究成果发表于《自然-天文学》。
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黑洞是广义相对论预言的天体，具有独特的时空结构。目前已知的黑洞大致分为两大类：第一类是大质量恒星死亡后遗留的产物，质量在几倍到几十倍太阳质量之间，称作恒星级黑洞；另一类质量为太阳的百万倍以上，称为超大质量黑洞，一般位于星系的核心。人们喜欢把超大质量黑洞比作“超级怪兽”，而中等质量黑洞虽被理论预言为超大质量黑洞演化的“种子”，却因为难以精准探测，仍缺乏可靠的观测证据。
“宇宙中大部分的黑洞可能都处于冬眠状态。理论上它们应该在那儿，可就是不露面。如何找到这些‘宇宙隐士’，是当今物理学和天文学最烧脑的难题之一。”舒新文介绍。
幸运的是，当一颗“倒霉”的恒星游走到过于靠近黑洞的位置时，会被黑洞产生的强大潮汐引力撕裂瓦解，进而被黑洞吞噬，同时释放出短暂剧烈的电磁辐射，这种现象被称为黑洞潮汐撕裂恒星事件。舒新文说，“天文学家正是通过研究黑洞潮汐撕裂恒星事件来捕获冬眠的黑洞。”
此次工作中，舒新文研究团队锁定了一例特殊的中等质量黑洞潮汐瓦解恒星事件候选体，通过分析相关观测数据，在其X射线辐射中探测到频率约为0.012赫兹的准周期性振荡信号。
“这就像黑洞捕食恒星时会有‘心跳’现象，其特定的心率为我们揭示了这颗中等质量黑洞的存在”，论文第一作者、安徽师范大学博士研究生张文杰介绍，通过结合X射线能谱分析，研究人员推算出该黑洞质量介于9900至16000倍太阳质量，属于典型的中等质量黑洞范畴。
好比不同体重不同年龄人的心律不同，不同质量的黑洞“心律”也不一样。研究团队根据“心律”，还甄别出了该黑洞的质量类似于人类青少年时期应有的体重（不同于幼年或成年），填补了描绘黑洞家族成长和进化史的关键缺环。
舒新文表示，这不仅为理解中等质量黑洞的物理性质提供了关键信息，也为未来利用潮汐瓦解恒星事件的X射线辐射（如我国天关卫星的观测）进一步探测和研究中等质量黑洞奠定了坚实基础。
相关论文信息：10.1038/s41550-025-02502-0
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