一項由我國科研團隊主導的國際合作研究取得重大突破,在黑洞研究領域獲得關鍵性觀測成果。該成果由中科院國家天文臺牽頭,聯合國內30余家科研機構及國際合作伙伴共同完成,相關論文發表于國際學術期刊《科學?進展》。研究團隊在潮汐瓦解事件AT2020afhd中,首次清晰捕捉到黑洞吸積盤與噴流協同進動的現象,為理解黑洞活動機制提供了全新視角。
潮汐瓦解事件是恒星靠近星系中心超大質量黑洞時,因潮汐力作用被撕裂的極端天文現象。撕裂過程中,部分恒星物質被黑洞引力捕獲,在回落過程中形成高溫吸積盤,釋放出強烈輻射。這類事件是研究黑洞從沉寂狀態被激活,以及相對論性噴流形成機制的重要窗口。AT2020afhd位于距離地球約1.2億光年的星系LEDA 145386中心,2024年1月被光學巡天項目發現亮度顯著增強。
發現異常后,研究團隊迅速啟動國際協同觀測計劃。通過整合Swift、NICER、XMM-Newton等空間X射線望遠鏡,VLA、ATCA、e-MERLIN、VLBA四大射電陣列,以及我國興隆2.16米、麗江2.4米光學望遠鏡等設備,對目標進行了持續一年多的高頻次、多波段監測。這種跨機構、跨波段的聯合觀測模式,為捕捉復雜天文現象提供了技術保障。
數據分析顯示,在光學發現該事件215天后,X射線波段出現周期約19.6天、振幅超過10倍的顯著準周期性振蕩,同時射電波段也呈現振幅超4倍的同步變化。這種跨波段、強振幅、準周期的同步信號,被研究團隊視為關鍵證據。論文第一作者王亞楠研究員指出,這種變化模式表明吸積盤與噴流之間存在剛性連接,二者像陀螺般圍繞黑洞自轉軸進動。
理論分析表明,這種協同進動現象很可能源于“蘭斯-蒂林效應”——旋轉黑洞會扭曲周圍時空,導致傾斜的吸積盤及其垂直噴流產生進動。盡管該效應在理論模型中早有預言,但此前從未獲得清晰觀測證據。研究團隊構建的物理模型成功重現了X射線與射電的光變曲線,并據此對系統幾何結構、黑洞自旋參數及噴流速度等關鍵參數作出明確限制。
該成果凝聚了多學科團隊的智慧。論文共同通訊作者黃樣副教授強調,這是國際首次在黑洞系統中清晰觀測到吸積盤-噴流協同進動現象。另一位共同通訊作者雷衛華教授補充道,團隊在爆發初期察覺異常變化后,堅持長期監測策略,最終突破了傳統觀測多集中于爆發初期的局限。這種持續追蹤的觀測模式,為捕捉復雜天文過程的完整演化提供了范例。
研究團隊陣容強大,除核心成員外,還包括廈門大學博士后林子琨、上海天文臺博士后吳林輝等青年學者。中科院國家天文臺臺長劉繼峰教授作為共同通訊作者參與指導,體現了我國在黑洞研究領域的代際傳承與學術積淀。這項突破不僅深化了人類對黑洞活動機制的理解,也為后續開展高精度黑洞參數測量奠定了觀測基礎。











