天文学家首次捕捉到旋转黑洞扭曲其周围时空结构的直接证据。宇宙为研究人员送上了一份珍贵的突破，他们一直在追寻夜空中最难捕捉的效应之一。
在发表于《科学进展》期刊的报告中，科学家们描述了首次观测到与一个快速旋转黑洞相关的时空螺旋漩涡。这是黑洞参考系拖曳现象的首个证据。
这种现象被称为伦斯-蒂林进动或参考系拖曳。它指的是旋转的黑洞会扭曲其周围的时空，拖曳附近的物质（例如恒星），导致它们的运行路径发生摆动。
这项研究由中国科学院国家天文台领衔，并得到了卡迪夫大学的支持。研究团队聚焦于名为AT2020afhd的潮汐瓦解事件，即一颗恒星被一个超大质量黑洞撕裂的过程。
当恒星被摧毁时，其残骸在黑洞周围形成了一个旋转的吸积盘。从这个吸积盘中，物质以接近光速的速度喷射出强大的喷流。
通过对该事件产生的X射线和射电信号中重复模式进行追踪，研究人员发现吸积盘和喷流在同步摆动。这种运动以20天为周期重复出现。
爱因斯坦于1913年首次提出了这一效应的理论基础，随后伦斯和蒂林在1918年将其数学化。这些新的测量结果支持了广义相对论的一个关键预言，并可能帮助科学家研究黑洞自旋、吸积物理以及喷流的形成机制。
论文合著者之一、卡迪夫大学物理与天文学院高级讲师科西莫·因塞拉博士表示：“我们的研究展示了迄今为止关于伦斯-蒂林进动——即黑洞拖曳其周围时空——最令人信服的证据，其方式类似于一个旋转的陀螺可能会在周围的水中拖曳出一个漩涡。”
“这对物理学家来说是一份真正的礼物，因为我们证实了一个多世纪前做出的预言。不仅如此，这些观测还让我们更深入地了解了潮汐瓦解事件的本质——即恒星被黑洞施加的巨大引力撕碎的过程。”
“与之前研究过的、具有稳定射电信号的潮汐瓦解事件不同，AT2020afhd的信号显示出短期变化，我们无法将这些变化归因于黑洞及其周围组件的能量释放。这进一步在我们心中确认了拖曳效应，并为科学家提供了一种探测黑洞的新方法。”
为了确定参考系拖曳信号，研究团队分析了来自尼尔·格雷尔斯雨燕天文台的X射线观测数据以及来自卡尔·G·扬斯基甚大阵的射电测量数据。
他们还利用电磁波谱学技术，分析了所涉及物质的成分、结构和行为，这帮助他们描述和识别了该效应。
因塞拉博士解释道：“通过展示黑洞可以拖曳时空并产生这种参考系拖曳效应，我们也开始理解这一过程的力学机制。”
“因此，就像带电物体旋转时会产生磁场一样，我们看到一个巨大的旋转物体——在这里是黑洞——如何产生一个引力磁场，影响附近恒星和其他天体的运动。”
“这提醒我们，尤其是当我们在节日季怀着惊奇仰望夜空时，我们有机会去识别大自然创造出的、形态和性质各异的、越来越非凡的天体。”
题为《在潮汐瓦解事件中探测到吸积盘-喷流共进动》的论文已发表在《科学进展》期刊上。
