黑洞吸积盘与喷流协同作用获最强证据

科技日报北京12月11日电 当黑洞“吞噬”恒星时，其周围的吸积盘和喷流竟出现了节奏一致的“共舞”。近日，中国科学院天文台、中国科学院大学等多家中外科研机构的研究人员，首次在黑洞“进食”现象中，获得了吸积盘与喷流如同陀螺一般同步晃动的有力观测证据。此项突破，为揭示黑洞吸积与喷流产生的内在机制提供了重要线索。相关成果已于11日在国际期刊《科学进展》上在线发表。

要认识这一成果，先从一种剧烈的宇宙奇观——潮汐瓦解事件（TDE）说起。当一颗恒星过于靠近星系中心的巨大黑洞，就会受到极强引力的撕扯，最终被分解；部分恒星碎片在回落黑洞时，会形成温度极高的吸积盘，释放出耀眼的辐射，还可能携带高速喷流射向太空。这一过程仿佛宇宙间的“烟火”，让本来平静的黑洞突然鲜活起来，也为揭示高能天体现象的形成原因提供了窗口。

在此次研究中，科研团队将目光投向了距离地球约1.2亿光年的星系LEDA 145386中央发生的潮汐瓦解事件AT2020afhd。借助大规模观测数据，科学家们发现了一项重要现象：自首次在光学上发现该事件215天后，其X射线亮度开始以约19.6天为周期剧烈震荡，最大振幅超过十倍。与此同时，射电部分的亮度变化也同步振荡，幅度超过四倍，而且与X射线的周期基本吻合。

“这种跨波段的周期性大幅波动，显示吸积盘和喷流并不是独立运动，而是在同步旋转。”论文第一作者、中国科学院天文台研究员王亚楠形象地比喻道，“就好比看到一个旋转的陀螺，吸积盘和喷流共同作出了协调的摆动，整个黑洞系统仿佛在演绎一段有节奏的太空舞步。”

造成这种“联动舞蹈”的原因，科学家认为可能与爱因斯坦广义相对论中的“兰斯—蒂林效应”密切相关。旋转的黑洞会拖曳周围的时空，如果吸积盘倾斜，喷流就会随着黑洞的自转而周期性地摇摆。如同被拧紧的陀螺一样，带动整体共舞。

“这是首次我们在同一时间尺度内，确切捕获吸积盘与喷流协同进动的观测迹象。”中国科学院大学副教授黄样，作为论文共同通讯作者介绍道。

论文的另一位共同通讯作者、中国天文台研究员刘继峰补充说，这一现象可能在宇宙中并不罕见，只是过去由于观测技术的局限鲜有发现。随着司天工程、爱因斯坦探针等天文设备的投入使用，未来全天空多波段、高频率、长时间的监测将带来更多类似发现，推动我们对黑洞吸积物理机制的认识不断加深。