恒星靠太近被黑洞撕成条，时空真的被拖着转

这篇评论，主要来分析中国科学家领衔发现黑洞扭曲时空的直接证据，一颗恒星被撕碎后验证了爱因斯坦百年预言。

时空不是静止的背景，会随着质量的旋转发生扭曲。这听起来像科幻电影的桥段，中国科学院国家天文台和卡迪夫大学的研究团队刚刚在真实宇宙中捕捉到了这一幕。

2024年12月，这项研究成果发表在《科学进展》期刊上，天文学家首次直接观测到旋转黑洞周围的时空发生摆动。

这种被称为伦斯-蒂林进动的效应，证实了爱因斯坦在1913年提出、历经一个多世纪才得到明确验证的理论预言。这一发现源于一场宇宙悲剧，一颗不幸的恒星过于靠近超大质量黑洞，被引力潮汐撕成碎片。

恒星最后的演出

事件编号为AT2020afhd，属于潮汐瓦解事件这一罕见的天文现象类别。当恒星闯入黑洞的死亡半径内，黑洞一侧的引力远强于另一侧，这种引力差会像拉伸面团一样将恒星撕裂。

这个过程被天文学家形象地称为"意大利面化"效应。恒星碎片并不会立即被吞噬，在黑洞周围形成一个高速旋转的吸积盘。物质在盘中螺旋下落，温度升高到数百万度，释放出强烈的X射线辐射。同时，部分物质以接近光速的速度从盘的两极喷射出去，形成长达数光年的喷流。

2024年1月，中国科学院国家天文台研究员王亚楠通过"暂现源名称服务网"注意到AT2020afhd。发现这个事件存在X射线辐射后，研究团队立刻触发了更高频次的X射线监测。监测了一个月后，发现它的X射线辐射存在剧烈的光度变化，团队迅速组织国际协同观测，开展了为期一年多的多波段高频次观测。

转机出现在事件发现215天后。X射线光变呈现周期约19.6天、振幅超10倍的准周期振荡，射电波段同步出现超4倍振幅变化。

研究团队利用尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台的X射线观测数据和卡尔·G·扬斯基甚大阵列的射电观测，发现了一个惊人的模式，吸积盘和喷流都在有规律地摆动，周期恰好是20天。

从陀螺到黑洞的引力舞蹈

伦斯-蒂林进动的核心思想是参考系拖曳，也被称为框架拖拽效应。当一个大质量物体旋转时，它会像搅拌器一样扭曲周围的时空结构，迫使附近的物质跟随这种旋转运动。这就像在蜂蜜中旋转勺子，勺子周围的蜂蜜会被带动形成螺旋纹路。

这个概念最早由爱因斯坦在1913年思考，后来由奥地利物理学家约瑟夫·伦斯和汉斯·瑟林在1918年用广义相对论的数学语言精确描述。在现实宇宙中观测到这种效应极其困难，因为它需要极端质量和极高转速的组合。

地球的自转也会产生框架拖拽效应，这种影响微弱到几乎无法测量。2004年发射的引力探测器B卫星在轨道上运行多年，才勉强探测到地球拖曳时空造成的微小扰动。

相比之下，质量达到太阳数百万倍甚至数十亿倍的超大质量黑洞，其旋转产生的时空扭曲要强烈得多。

超越验证的科学价值

这项发现的意义远超对百年理论的又一次验证。它为天文学家提供了一种全新的工具，可以通过观测吸积盘和喷流的进动周期，推算出黑洞的自转速度和方向。黑洞自转是理解其形成历史和演化过程的关键参数，直接测量极其困难。

因塞拉博士解释说，通过证明黑洞可以拖拽时空并产生框架拖拽效应，科学家也开始理解这一过程的机制，就像带电物体旋转时会产生磁场一样，巨大的旋转质量会产生引力磁场，影响附近恒星和其他宇宙物体的运动。

研究还揭示了潮汐瓦解事件本身的复杂性。与之前观测到的射电信号稳定的潮汐瓦解事件不同，AT2020afhd显示出强烈的短期变化，这些变化无法简单归因于黑洞吸积过程中的能量释放。这意味着天文学家在分析类似事件时，需要将框架拖拽效应纳入物理模型。

目前，在国家天文台牵头下，国内已成立潮汐瓦解事件研究小组，定期开展学术交流。研究员刘继峰表示，随着"司天工程"、"天关"卫星等新一代时域天文设施运行，将实现全天区深度、多波段、高频次监测，发现更多此类事件。

总结

爱因斯坦在提出广义相对论时，就预言了引力波、黑洞和时空拖曳等一系列奇特现象。框架拖拽效应虽然在理论上早已清晰，直接观测证据一直稀缺。

AT2020afhd事件的特殊之处在于，吸积盘和喷流的同步进动提供了清晰、直接的时空拖曳证据。这不仅是对广义相对论的反复检验，更是打开探索极端引力环境新窗口的钥匙。