一项由我国科研团队主导的国际合作研究取得重大突破,在黑洞研究领域获得关键性观测成果。该成果由中科院国家天文台牵头,联合国内30余家科研机构及国际合作伙伴共同完成,相关论文发表于国际学术期刊《科学・进展》。研究团队在潮汐瓦解事件AT2020afhd中,首次清晰捕捉到黑洞吸积盘与喷流协同进动的现象,为理解黑洞活动机制提供了全新视角。
潮汐瓦解事件是恒星靠近星系中心超大质量黑洞时,因潮汐力作用被撕裂的极端天文现象。撕裂过程中,部分恒星物质被黑洞引力捕获,在回落过程中形成高温吸积盘,释放出强烈辐射。这类事件是研究黑洞从沉寂状态被激活,以及相对论性喷流形成机制的重要窗口。AT2020afhd位于距离地球约1.2亿光年的星系LEDA 145386中心,2024年1月被光学巡天项目发现亮度显著增强。
发现异常后,研究团队迅速启动国际协同观测计划。通过整合Swift、NICER、XMM-Newton等空间X射线望远镜,VLA、ATCA、e-MERLIN、VLBA四大射电阵列,以及我国兴隆2.16米、丽江2.4米光学望远镜等设备,对目标进行了持续一年多的高频次、多波段监测。这种跨机构、跨波段的联合观测模式,为捕捉复杂天文现象提供了技术保障。
数据分析显示,在光学发现该事件215天后,X射线波段出现周期约19.6天、振幅超过10倍的显著准周期性振荡,同时射电波段也呈现振幅超4倍的同步变化。这种跨波段、强振幅、准周期的同步信号,被研究团队视为关键证据。论文第一作者王亚楠研究员指出,这种变化模式表明吸积盘与喷流之间存在刚性连接,二者像陀螺般围绕黑洞自转轴进动。
理论分析表明,这种协同进动现象很可能源于“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。尽管该效应在理论模型中早有预言,但此前从未获得清晰观测证据。研究团队构建的物理模型成功重现了X射线与射电的光变曲线,并据此对系统几何结构、黑洞自旋参数及喷流速度等关键参数作出明确限制。
该成果凝聚了多学科团队的智慧。论文共同通讯作者黄样副教授强调,这是国际首次在黑洞系统中清晰观测到吸积盘-喷流协同进动现象。另一位共同通讯作者雷卫华教授补充道,团队在爆发初期察觉异常变化后,坚持长期监测策略,最终突破了传统观测多集中于爆发初期的局限。这种持续追踪的观测模式,为捕捉复杂天文过程的完整演化提供了范例。
研究团队阵容强大,除核心成员外,还包括厦门大学博士后林子琨、上海天文台博士后吴林辉等青年学者。中科院国家天文台台长刘继峰教授作为共同通讯作者参与指导,体现了我国在黑洞研究领域的代际传承与学术积淀。这项突破不仅深化了人类对黑洞活动机制的理解,也为后续开展高精度黑洞参数测量奠定了观测基础。











