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首次清晰观测黑洞吸积盘与喷流协同进动 推动黑洞吸积物理研究新突破

   时间:2025-12-13 17:26:58 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

中国科学院国家天文台联合国内外30余家科研机构,在潮汐瓦解事件(TDE)AT2020afhd的研究中取得突破性进展。研究团队首次捕捉到黑洞吸积盘与喷流协同进动的直接观测证据,相关成果发表于国际学术期刊《科学·进展》。这一发现为理解黑洞吸积物理机制提供了全新视角,标志着人类对极端天体现象的认知迈出重要一步。

潮汐瓦解事件是恒星靠近星系中心超大质量黑洞时,因引力差异被撕裂的剧烈天文过程。被瓦解的恒星物质部分坠入黑洞,形成炽热吸积盘并释放强烈辐射;部分物质则沿黑洞自转轴方向喷射,形成相对论性喷流。这类事件是研究沉寂黑洞激活机制的关键窗口,而AT2020afhd因其特殊表现成为理想观测对象。该事件发生于距离地球约1.2亿光年的星系LEDA 145386中心,2024年1月被光学巡天项目首次发现亮度异常增强。

为全面追踪这一现象,研究团队组织了跨机构、多波段的国际协同观测。观测阵列包括Swift空间X射线望远镜、甚大阵射电望远镜等四个射电阵列,以及我国兴隆2.16米、丽江2.4米光学望远镜。在持续一年多的高频次监测中,科研人员发现AT2020afhd的光变曲线呈现独特规律:光学发现后215天,X射线波段出现周期约19.6天、振幅超10倍的准周期性振荡;射电波段同步呈现振幅超4倍的周期性变化。这种跨波段、强振幅的同步波动,表明吸积盘与喷流之间存在刚性连接结构。

进一步分析显示,吸积盘与喷流的协同运动模式与陀螺进动高度相似。研究团队提出,这种进动现象可能源于"兰斯-蒂林效应"——旋转黑洞的强引力场会扭曲周围时空,导致倾斜的吸积盘及其垂直喷流产生周期性摆动。尽管该效应早在20世纪初就被理论预测,但此前从未在黑洞系统中获得清晰观测证据。此次研究通过构建物理模型,成功重现了X射线与射电光变曲线,并精确约束了系统几何参数、黑洞自旋速度及喷流运动特征。

科研人员指出,吸积盘-喷流协同进动现象可能普遍存在于黑洞系统中,但受限于传统观测模式,此类现象长期未被系统发现。随着司天工程、爱因斯坦探针等新一代监测设备的投入使用,全天区、多波段、高频次的长期观测将成为可能。这将帮助科学家发现更多类似案例,深化对黑洞吸积过程、喷流形成机制以及极端引力场环境下物质运动规律的理解。此次突破不仅验证了现有理论模型,更为未来黑洞天文学研究开辟了全新方向。

 
 
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