黑洞吸积盘和喷流“共舞”最有力证据发现

科技日报北京12月11日电 （记者陆成宽）黑洞“吞食”恒星时，其吸积盘与喷流竟跳起了有节奏的“双人舞”。来自中国科学院国家天文台、中国科学院大学等国内外单位的科研团队，首次在黑洞“进食”过程中，观测到黑洞吸积盘与喷流像陀螺一样同步“跳舞”的最有力证据。这一发现为理解黑洞吸积与喷流的形成机制提供了关键线索。相关研究成果11日在线发表于国际学术期刊《科学进展》。

要理解这个发现，得先从一种剧烈的宇宙现象说起——潮汐瓦解事件（TDE）。当一颗恒星太靠近星系中心的超大质量黑洞时，会被黑洞的强大引力“撕成碎片”；部分恒星物质在回落过程中，会形成一个高温的吸积盘，并释放出强烈的辐射，同时可能催生高速喷流。这类事件就像宇宙中的“闪光弹”，是研究原本“安静”的黑洞突然活跃以及高能喷流如何形成的绝佳窗口。

在这项研究中，科研团队对潮汐瓦解事件AT2020afhd进行了深入观测。该事件位于距离地球1.2亿光年的星系LEDA 145386中心。通过分析海量数据，科研团队有了惊人发现：光学发现该事件215天后，该事件的X射线亮度出现每19.6天重复一次、振幅超10倍的剧烈波动。与此同时，其射电波段的亮度也跟着“摇摆”，振幅超4倍，且和X射线的变化几乎同频共振。

“这种跨波段、大起大落的规律性摇摆，强烈暗示吸积盘和喷流是作为一个整体在转动。”论文第一作者、中国科学院国家天文台研究员王亚楠打了个比方，“就像我们看到一个旋转的陀螺，吸积盘和喷流同步左右摇摆，黑洞系统仿佛在跳一支有节奏的太空舞。”

为什么会出现这种“共舞”？科学家推测，这可能与广义相对论预言的“兰斯—蒂林效应”有关，旋转的黑洞会拖拽周围的时空，若吸积盘本身是倾斜的，那么它和垂直于它的喷流就会像被“拧”住的陀螺一样，跟着黑洞的自转一起摆动。

“这是我们首次在同一时间尺度上，明确捕捉到吸积盘和喷流协同进动的证据。”论文共同通讯作者、中国科学院大学副教授黄样说。

“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。”论文共同通讯作者、中国国家天文台研究员刘继峰表示，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，促进我们更深入地理解黑洞吸积物理。