微类星体是由恒星级黑洞或中子星与普通恒星组成的双星系统。微类星体中的黑洞在“进食”伴星时，周围会形成旋转的吸积盘以及高速喷流。近期，中国科学院上海天文台联合新疆天文台，首次在同一个黑洞系统中，清晰观测到方向相差超40°的两种喷流。这一现象背后的原因竟是黑洞的“餐盘”——吸积盘被引力强行扭曲。
科研团队利用东亚VLBI网，对微类星体GRS 1915+105进行高分辨率观测，揭示了外部大质量天体引力扰动可能导致黑洞吸积盘扭曲的物理机制，为理解黑洞复杂的喷流形成过程提供了关键观测证据。
01
两道异常的喷流
GRS 1915+105是此前研究最深入的黑洞微类星体之一，以视超光速喷流现象而闻名。自1992年发现以来，它的喷流在天空投影方向（方位角）始终稳定在147°附近，几乎没有变化。
而在2023年的两次射电爆发中，团队观测到了前所未有的现象：在6.7GHz图像中，可清晰分辨出双向离散喷流，方向约188°；在43GHz图像中，探测到中心连续喷流，方向仍保持传统的约147°；两者方位角相差超过40°；离散喷流速度仅约0.35倍光速，远低于此前报道的接近光速的水平。
这种稳定喷流与偏离喷流共存的罕见现象，在同一黑洞系统中重复出现，直接指向吸积盘发生了异常。
▲微类星体GRS 1915+105的连续喷流和离散喷流出现在不同的方位角
02
破解双喷流奇观谜团
为什么同一个黑洞会喷出方向完全不同的喷流？
团队结合数值模拟与理论分析给出了解释：一颗大质量天体从该微类星体系统附近掠过，产生强大的引力潮汐作用，使原本平整的黑洞吸积盘发生偏转。
▲微类星体GRS 1915+105中扭曲的黑洞吸积盘与喷流示意图（来源：中国科学院上海天文台）
模拟显示，当吸积盘偏转后，靠近黑洞的吸积盘内区受到黑洞的巴丁-佩特森效应作用，被迅速“拉回”，并与黑洞自旋方向对齐，使连续喷流保持原方向；而翘曲的盘块物质，在向内传播过程中，沿着局部自转轴方向发射离散抛射物，形成方向偏离的离散喷流。
上述模型解释了同一系统中出现方向迥异的两类喷流的成因，为理解黑洞吸积系统的复杂物理过程提供了新视角。
这项研究揭示了GRS 1915+105在遮蔽阶段的独特物理过程，为理解黑洞吸积系统在不同状态下的喷流形成机制提供了重要线索，并在观测上厘清了连续喷流与离散喷流的本质差异，为解释X射线双星、“变脸”活动星系核等天体的瞬变现象提供了新思路。
论文链接：
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae5186
来源：中国科学院上海天文台
责任编辑：闫文艺 麻泽蓉
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