中國科學院國家天文臺聯合國內外30余家科研機構,在潮汐瓦解事件(TDE)AT2020afhd的研究中取得突破性進展。研究團隊首次捕捉到黑洞吸積盤與噴流協同進動的直接觀測證據,相關成果發表于國際學術期刊《科學·進展》。這一發現為理解黑洞吸積物理機制提供了全新視角,標志著人類對極端天體現象的認知邁出重要一步。
潮汐瓦解事件是恒星靠近星系中心超大質量黑洞時,因引力差異被撕裂的劇烈天文過程。被瓦解的恒星物質部分墜入黑洞,形成熾熱吸積盤并釋放強烈輻射;部分物質則沿黑洞自轉軸方向噴射,形成相對論性噴流。這類事件是研究沉寂黑洞激活機制的關鍵窗口,而AT2020afhd因其特殊表現成為理想觀測對象。該事件發生于距離地球約1.2億光年的星系LEDA 145386中心,2024年1月被光學巡天項目首次發現亮度異常增強。
為全面追蹤這一現象,研究團隊組織了跨機構、多波段的國際協同觀測。觀測陣列包括Swift空間X射線望遠鏡、甚大陣射電望遠鏡等四個射電陣列,以及我國興隆2.16米、麗江2.4米光學望遠鏡。在持續一年多的高頻次監測中,科研人員發現AT2020afhd的光變曲線呈現獨特規律:光學發現后215天,X射線波段出現周期約19.6天、振幅超10倍的準周期性振蕩;射電波段同步呈現振幅超4倍的周期性變化。這種跨波段、強振幅的同步波動,表明吸積盤與噴流之間存在剛性連接結構。
進一步分析顯示,吸積盤與噴流的協同運動模式與陀螺進動高度相似。研究團隊提出,這種進動現象可能源于"蘭斯-蒂林效應"——旋轉黑洞的強引力場會扭曲周圍時空,導致傾斜的吸積盤及其垂直噴流產生周期性擺動。盡管該效應早在20世紀初就被理論預測,但此前從未在黑洞系統中獲得清晰觀測證據。此次研究通過構建物理模型,成功重現了X射線與射電光變曲線,并精確約束了系統幾何參數、黑洞自旋速度及噴流運動特征。
科研人員指出,吸積盤-噴流協同進動現象可能普遍存在于黑洞系統中,但受限于傳統觀測模式,此類現象長期未被系統發現。隨著司天工程、愛因斯坦探針等新一代監測設備的投入使用,全天區、多波段、高頻次的長期觀測將成為可能。這將幫助科學家發現更多類似案例,深化對黑洞吸積過程、噴流形成機制以及極端引力場環境下物質運動規律的理解。此次突破不僅驗證了現有理論模型,更為未來黑洞天文學研究開辟了全新方向。











