一顆距離地球約1.2億光年的恒星,在星系LEDA 145386中心遭遇了驚心動魄的命運——它被超大質量黑洞的強大潮汐力撕碎,殘骸形成熾熱的吸積盤,并驅動噴流同步擺動。這一宇宙級“風暴”的觀測證據,由我國科學家領銜的國際團隊首次捕獲,相關成果發(fā)表于國際學術期刊《科學進展》。研究首次在潮汐瓦解事件(TDE)AT2020afhd中,清晰“捕捉”到黑洞系統(tǒng)吸積盤與噴流協(xié)同進動的動態(tài)過程。
潮汐瓦解事件是恒星與超大質量黑洞“親密接觸”的極端結果。當恒星過于靠近黑洞時,其引力梯度會像拉扯面團一樣將恒星撕碎,部分碎片在回落過程中形成高溫吸積盤,釋放出強烈輻射。此次研究的焦點AT2020afhd,正是這樣一場“宇宙悲劇”的主角。團隊通過多波段高頻次觀測發(fā)現,吸積盤與噴流并非獨立運動,而是像被無形紐帶連接的陀螺,圍繞黑洞自轉軸共同進動,周期約19.6天,振幅超10倍。這種跨波段、高振幅的同步行為,為黑洞系統(tǒng)“舞步”的剛性連接機制提供了關鍵證據。
研究負責人介紹,這一現象很可能源于廣義相對論預言的“蘭斯-蒂林效應”:旋轉黑洞會拖拽周圍時空,導致傾斜吸積盤及其垂直噴流整體周期性擺動。盡管理論早有預測,但實際觀測中,要同時捕捉吸積盤與噴流的協(xié)同運動極為困難。團隊通過構建協(xié)同進動模型,成功復現了觀測數據,并首次對系統(tǒng)幾何結構、黑洞自旋參數及噴流速度等關鍵物理量作出明確限制。
這一突破始于2024年1月。當時,研究團隊通過“暫現源名稱服務網”監(jiān)測到AT2020afhd的X射線輻射,隨即啟動更高頻次的監(jiān)測。起初,這個事件并未顯現特殊之處,但一個月后,其X射線輻射出現劇烈光度變化,引發(fā)團隊高度關注。隨后,他們迅速組織國際協(xié)同觀測,聯合30余家國內外機構,開展了為期一年多的多波段追蹤。轉機出現在事件發(fā)現215天后:X射線光變呈現準周期振蕩,射電波段同步出現超4倍振幅變化,最終鎖定吸積盤與噴流的協(xié)同進動特征。
目前,國內已成立潮汐瓦解事件研究專項小組,由國家天文臺牽頭,定期開展學術交流,為相關研究提供智力支撐。隨著“司天工程”“天關”衛(wèi)星等新一代時域天文設施的投入運行,科學家有望實現全天區(qū)深度、多波段、高頻次監(jiān)測,發(fā)現更多此類極端事件,進一步揭開黑洞吸積物理的神秘面紗。











