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国家天文台牵头国际团队 捕获黑洞吸积盘与喷流协同进动关键证据

   时间:2025-12-11 12:06:36 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

一颗距离地球约1.2亿光年的星系中心,一场持续一年多的国际天文观测行动,为人类揭开黑洞活动机制的神秘面纱提供了关键证据。由中国科学院国家天文台主导,联合全球30余家科研机构组成的团队,在潮汐瓦解事件AT2020afhd中,首次捕捉到黑洞吸积盘与喷流协同进动的清晰观测信号,相关成果发表于国际权威学术期刊《科学·进展》。

2024年1月,光学巡天项目在星系LEDA 145386中心发现异常增亮现象,这颗被命名为AT2020afhd的天体立即引发科学界关注。研究团队迅速启动多国协同观测计划,调动包括Swift、NICER、XMM-Newton等空间X射线望远镜,以及VLA、ATCA、e-MERLIN、VLBA四大射电阵列在内的尖端设备,同时联合我国兴隆2.16米、丽江2.4米光学望远镜,构建起覆盖X射线到射电波段的立体观测网络。经过持续14个月的密集监测,科研人员从海量数据中提炼出突破性发现。

系统分析显示,在光学观测启动215天后,该天体的X射线辐射出现周期约19.6天的显著振荡,振幅超过初始值的10倍;与此同时,射电波段也呈现出振幅超4倍的同步变化。这种跨波段、高振幅的准周期性信号,犹如黑洞系统发出的"心跳节律"。研究团队通过构建物理模型证实,这种独特的光变模式源于吸积盘与喷流构成的刚性结构,二者如同被无形纽带连接的陀螺,围绕黑洞自转轴产生协同进动。

这一现象的物理根源指向广义相对论预言的"兰斯-蒂林效应"——旋转黑洞会扭曲周围时空,导致倾斜的吸积盘及其垂直喷流产生进动运动。尽管理论模型早在数十年前就已提出,但受限于观测技术,此前从未在真实黑洞系统中获得确凿证据。研究团队通过多波段数据拟合,不仅重现了观测到的光变曲线,更对系统几何结构、黑洞自旋参数及喷流速度等关键物理量作出精确限制。

该发现颠覆了传统认知中吸积盘与喷流独立演化的观点,揭示出黑洞活动区域存在精密的动态耦合机制。科研人员特别指出,此次突破得益于长期监测策略的实施——不同于以往对潮汐瓦解事件爆发初期的短暂关注,团队持续追踪事件后期演化,最终捕捉到稍纵即逝的关键信号。这种观测模式的创新,为未来黑洞研究开辟了新范式。

参与研究的厦门大学博士后林子琨表示,随着"司天工程"、爱因斯坦探针等新一代全天区监测设备的投入使用,人类将具备持续追踪此类罕见天文事件的能力。预计未来五年内,类似AT2020afhd的观测样本将增加数十倍,这将极大推动对黑洞吸积物理、喷流形成机制等前沿领域的认知突破。这项研究获得国家自然科学基金等项目资助,标志着我国在黑洞天体物理领域已跻身世界前列。

 
 
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