黑洞吸积盘和喷流最新研究进展

中国科学院国家天文台记者发现，黑洞吸积盘与喷流协同保存的最强观测证据，是在该台牵头、国内外30余家研究机构合作的潮汐扰动事件（TDE）AT2020AFHD中发现的。该成果今天（12月11日）在线发表在国际学术期刊《科学·进步》上。潮汐破坏事件是一种剧烈的现象，恒星在接近星系中心的超大质量黑洞时被潮汐力撕裂。部分恒星物质在塌缩过程中形成热吸积盘，发出强烈的辐射，是研究休眠黑洞和相对论性喷流激活的重要窗口。 AT2020AFHD位于勒达星系145386的中心，距离地球约1.2亿光年。原来是光盘2024年1月的一次光学巡天发现，天空变得更加明亮。随后，研究团队组织了长达一年多的高频、多频段监测。系统分析表明，光学探测TDE后215天，X射线出现明显的准周期振荡，周期约为19.6天，振幅超过10倍；无线电频段还显示出同时超过 4 倍的幅度变化。这种跨带、强振幅、准周期同时变化强烈表明，辨别盘和喷流之间存在紧密的联系，喷流像陀螺一样围绕黑洞的旋转轴保持。吸积盘-喷流共进动的鱼形倾斜机制很可能来自于“透镜颤振效应”，即旋转的黑洞会拖曳周围的时空，导致倾斜的吸积盘和与其垂直的喷流进动。尽管这种现象早已被人们所预言理论和模拟，获得明确的观察证据是极其困难的。这项科学工作是第一次在黑洞系统中清楚地观察到吸积盘-射流同进动。在看到疫情爆发初期不寻常的剧烈变化后，科研团队持续一年多的密集多波段监测，终于揭示并成功解释了这一独特现象的物理起源。之前的观察主要集中在 TDE 的 mga 爆发的早期阶段，长期随访既罕见又极具挑战性。团队构建的吸积盘-射流协同预处理模型成功重建了X射线和射电光的变化，并明确约束了系统的几何形状、黑洞和射流速度。这种现象可能很普遍，但由于观测模型有限，过去并未大量发现。不过，作为四天项目，爱因斯坦探测器等对整个天空进行深度、多波段、高频的长期监测，科研人员必将看到更多的例子，并推进对物理洞更深入的认识。 （央视记者 帅俊全 楚尔佳） （编辑：何鑫）