国台发现黑洞吸积与喷流协同的最强证据

12月11日，据中国科学院大学消息，北京时间2025年12月11日，国际学术期刊《科学·进展》在线发表了一项由中国科学院国家天文台牵头，包括国科大在内的30余家国内外科研机构合作完成的重要成果。研究团队在潮汐瓦解事件（TDE）AT2020afhd中，首次发现了黑洞吸积盘与喷流协同运动的强有力观测证据。

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潮汐瓦解事件是指恒星过于靠近星系中心的超大质量黑洞时，被潮汐力撕裂的一种剧烈天文现象。部分恒星物质在回落的炽热过程中形成吸积盘，并释放出强烈的辐射，这让它成为研究沉寂黑洞被激活，以及相对论性喷流物理机制的关键窗口。

AT2020afhd 位于星系 LEDA 145386 的中心，距离地球约12亿光年。它在2024年1月被光学巡天望远镜发现亮度显著增加。随后，研究团队迅速组织了国际协同观测，动用了 Swift、NICER、XMM-Newton 等空间X射线望远镜，以及 VLA、ATCA、e-MERLIN、VLBA 四个射电阵列，并结合我国兴隆2.16米、丽江2.4米等光学望远镜，开展了为期一年多的多波段、高频次观测监测。

系统的观测数据显示：在光学发现该TDE约215天后，其X射线辐射出现了周期约19.6天、振幅变化超10倍的显著准周期性振荡；同时，射电波段的辐射也呈现出振幅超过4倍的同步变化。

论文第一作者、国科大博士生导师、中国科学院国家天文台研究员王亚楠指出：“这种跨波段、强振幅、准周期的同步变化，强烈暗示吸积盘与喷流之间存在着刚性连接。它们的运动模式，或许就像陀螺一样，围绕着黑洞的自转轴协同转动。”

吸积盘与喷流协同运动的物理机制，很可能源自“兰斯-蒂林（Lense-Thirring）效应”。简单来说，一个旋转的黑洞会拖曳周围的时空，导致倾斜的吸积盘和与之近乎垂直的喷流产生进动。尽管理论模型早已预言了这一现象，但要获得清晰的观测证据极具挑战。

论文共同通讯作者、国科大天文与空间科学学院副教授黄样表示：“这是科学家首次在黑洞系统中清晰地观测到吸积盘-喷流协同进动，该观测结果令人振奋。”

论文另一位共同通讯作者、华中科技大学教授雷卫华补充道：“在爆发初期察觉到其异常剧烈的变化后，我们坚持了一年多的多波段密集监测，最终成功揭示并解释了这一独特现象的物理起源。过去的观测多集中在TDEs爆发初期，而进行长期持续监测的尝试既少见也极具挑战。”

研究团队构建的吸积盘-喷流协同进动模型，成功重现了观测到的X射线与射电光变曲线，并对系统的几何结构、黑洞自旋以及喷流速度进行了明确限制，为理解黑洞周围极端环境提供了关键数据。

中国科学院国家天文台研究员、国科大博士生导师王亚楠是该论文的共同第一作者和通讯作者。国科大毕业生、现厦门大学博士后林子珺，以及中国科学院上海天文台博士后吴林辉为论文的共同第一作者。国科大天文与空间科学学院副院长、中国科学院国家天文台台长刘继峰，华中科技大学教授雷卫华，国科大天文与空间科学学院副教授黄样为该论文的共同通讯作者。

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