中新网北京12月11日电 (记者 孙自法)中国科学院国家天文台12月11日发布消息说，该台牵头联合30余家中外科研机构组成的国际合作团队，最近在距离地球约1.2亿光年、编号AT2020afhd的潮汐瓦解事件(TDE)中，发现了黑洞吸积盘与喷流协同进动的最有力观测证据，将促进天文学家对黑洞吸积物理的更深理解。
黑洞系统吸积盘与喷流协同进动的艺术想象图(张旭/绘制)。中国科学院国家天文台供图
这项黑洞领域重要研究进展的成果论文，北京时间当日凌晨在国际学术期刊《科学进展》上线发表。
研究团队介绍说，潮汐瓦解事件是恒星接近星系中心超大质量黑洞时被潮汐力撕裂的剧烈天文现象。部分恒星物质在回落过程中形成炽热的吸积盘，释放强烈辐射，是研究沉寂黑洞激活及相对论性喷流的重要窗口。
本次研究的AT2020afhd位于星系LEDA145386中心，其在2024年1月被光学巡天发现显著增亮。随后，研究团队迅速组织了国际协同观测，利用“雨燕”(Swift)、中子星内部成分探测器(NICER)、X射线成像探测器(XMM-Newton)等空间X射线望远镜，以及美国甚大阵射电望远镜(VLA)、澳大利亚望远镜(ATCA)、英国增强多台站远程连接干涉阵列(e-MERLIN)、美国超长基线阵列(VLBA)四个射电阵列，并结合中国兴隆2.16米、丽江2.4米等光学望远镜，开展了为期一年多的高频次、多波段监测。
此次系统分析显示，在光学发现AT2020afhd潮汐瓦解事件215天后，X射线出现周期约19.6天、振幅超10倍的显著准周期性振荡；射电波段也呈现振幅超4倍的同步变化。论文第一作者、中国科学院国家天文台王亚楠研究员指出，这种跨波段、强振幅、准周期的同步变化，强烈暗示黑洞吸积盘与喷流之间存在刚性连接，像陀螺一样围绕黑洞自转轴进动。
黑洞吸积盘-喷流协同进动的物理机制很可能源自“兰斯-蒂林效应”，即旋转的黑洞会拖动周围时空，导致倾斜的吸积盘及与之垂直的喷流产生进动。尽管理论与模拟早已预言这一现象，但过去的观测多集中在爆发初期，长期监测及获得清晰观测证据均极具挑战。
论文共同通讯作者、中国科学院大学黄样副教授称，这次研究是首次在黑洞系统中清晰地观测到吸积盘-喷流协同进动。论文共同通讯作者、华中科技大学雷卫华教授补充说，在AT2020afhd潮汐瓦解事件爆发初期察觉到其异常剧烈的变化后，研究团队坚持了一年多的多波段密集监测，最终揭示并成功解释了这一独特现象的物理起源。
本项研究的相关示意图：A.X射线光变曲线；B.射电光变曲线；C.X射线和射电的相关关系曲线；D.X射线-射电的光变折叠图。中国科学院国家天文台供图
研究团队构建的吸积盘-喷流协同进动模型成功重现了X射线与射电光变，并对系统几何、黑洞自旋及喷流速度进行了明确限制。论文共同通讯作者、中国科学院国家天文台刘继峰研究员表示，这一现象或许普遍存在，以往受限于观测模式而未被大量发现。“随着司天工程、爱因斯坦探针等对全天区开展深度、多波段、高频次长期监测，必将发现更多例子，促进我们对黑洞吸积物理的更深理解”。(完)
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