近日,长江大学物理与光电工程学院周欢教授在国际学术期刊《Astrophysical Journal Letters》上发表题为“Evidence for Intermediate-mass Black Holes from Microlensing Signatures in CHIME/FRB Catalog 2”的研究论文,论文第一作者为我院周欢教授,通讯作者为我院邵成刚教授、北京师范大学物理与天文学院李正祥教授,长江大学为第一署名单位。研究团队创新性地提出基于动态谱的快速射电暴微透镜搜寻流程,在 CHIME/FRB Catalog 2 中识别出两个可能的中等质量黑洞候选体,并据此对原初黑洞的暗物质丰度给出了观测限制。
《The Astrophysical Journal Letters》创刊于2007年,由IOP Publishing Ltd出版,属于中科院物理与天体物理大类分区一区,是施普林格·自然出版集团出版的全球最具影响力的19本物理科学类自然指数期刊之一,是快速发表高影响力天文学研究的首要杂志,专门刊登及时、高影响力的简要报告,出版周期为双周刊。
中等质量黑洞是宇宙黑洞层级中缺失的一环,连接恒星级黑洞与超大质量黑洞,同时也是检验强场引力的独特实验室和未来多信使观测的重要目标。然而,中等质量黑洞极难探测。快速射电暴的微透镜效应为探测中等质量黑洞提供了一种干净而有力的手段。本文提出了一套基于动态谱搜寻微透镜快速射电暴的数据处理流程,并将其应用于CHIME/FRB第二版目录。结果在FRB 20190131D和 FRB 20211115A两个源中识别出两个可能的微透镜信号,推断的透镜质量分别约为[280–467] M⊙和 [539–609] M⊙,本文将其解释为中等质量黑洞存在的证据。如果这两个源视线方向上不存在星系或星系团等中间结构,那么所识别的两个中等质量黑洞可能是孤立的、具有原初起源。在此情形下,这两个质量区间内的原初黑洞约占暗物质的4%。此外,如果这两个候选体并非真实透镜信号,则质量大于300 M⊙的中等质量原初黑洞丰度在95% 置信水平下被限制为约13%。因此,更全面的快速射电暴观测数据,以及对快速射电暴内禀辐射机制能否产生类透镜信号的深入理解,对于将这一效应确立为探测(原初)中等质量黑洞的有力工具至关重要。
该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖北省教育厅科技计划等项目的资助。
论文链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae9d75
(审核 施雷 编辑 梁军)


