9月1日，科技日报记者从武汉大学得到消息，该校的物理科学与技术学院天文系副教授游贝团队最近在《科学》杂志上发表了一篇文章， 详细阐述了他们对黑洞吸积磁场的观测与研究结果 。

该团队利用中国第一颗空间X射线天文卫星“慧眼”的观测数据，联合地面射电和光学望远镜观测，发现了黑洞周围磁囚禁吸积盘形成过程的直接观测证据。

这个发现也意味着，黑洞的又一个“秘密”被人类揭开，更令人兴奋的是， 这项研究是由中国科学家领导的 。

【资料图】

黑洞，是 宇宙中的一个大质量天体 ，而 吸积盘 ，则 是以它为中心天体形成的，围绕着黑洞进行轨道运动的弥散物质结构 。

吸积盘是天体物理学中 普遍存在的现象 ，除了黑洞，许多天体都拥有自己的吸积盘，比如伽玛射线暴和活动星系核等。通常来说， 吸积盘来自中心天体产生的物理喷流 ，之所以中心天体会产生喷流， 目的是为了在不损失自身太多质量的前提下，释放自己的角动量 。

通常，拥有吸积盘的天体， 其自身的质量都非常可观 ，也只有较大的质量，才能让中心天体扭曲时空的程度更大，捕获更多从它周围经过的物质。

黑洞磁囚禁盘

当被捕获的物质（包括气体）进入吸积盘时，它们会沿着一条被称为 tendex线 的轨迹运动。

根据游贝教授介绍，黑洞捕获气体的物理过程就是“吸积过程”，落向黑洞的气体被称为“吸积流”，它们都为等离子体状态。

黑洞的吸积盘非常热， 热到足以穿过事件视界，朝外辐射X射线 。同时，吸积的过程还会释放巨大的能量， 可以将物体质量的10%至40%都转换成能量 ，而核聚变的过程只能达到%。

正因为大质量天体，比如黑洞，它们在吸积气体时会产生剧烈的作用，于是科学家认为， 吸积的过程也会造成磁场向内被拖曳 。理论上，气体被吸入时外部的 磁场也将随之进入黑洞 ，那么 吸积流中的磁场就会变得越来越强 。

为了能与黑洞产生的向内的巨大引力达成平衡，磁场对吸积流的向外磁力作用也将逐渐增强，此时，被吸积的物质就会被磁场所囚禁，形成磁囚禁盘。

研究现状

关于磁囚禁盘的 理论模型已经十分完善 ，科学家通过这个模型也解释了许多黑洞存在的现象，这代表 磁囚禁盘是存在的 。

然而，就像黑洞本身一样，曾经有无数物理学家预言它的存在，但是人们一直没能找到有关黑洞的直接观测证据，直到2019年，黑洞才被拍下了第一张照片。

根据此前的许多研究可以得到，作为M87星系中心的 超大质量黑洞 ，在它的周围 可能存在着磁囚禁盘 ，但 始终缺乏直接证据 。为了更好地寻找观测证据，科学家将视线转向只会在偶尔才进入爆发态的 恒星级黑洞 。

现在，游贝教授领导的科研团队，利用对黑洞X射线双星MAXI J1820+070爆发时的多波段观测数据，观测到此前从未出现过的长时标延迟现象：喷流的射电辐射和吸积流外区的光学辐射，分别滞后于吸积流内区高温气体（热吸积流）的硬X射线约8天和17天。

科研团队通过分析X射线观测数据发现，硬X射线辐射随吸积率减小而下降，而热吸积流径向尺度随吸积率下降而快速膨胀，使得黑洞附近磁场迅速增强，因而在硬X射线辐射峰值之后约8天形成磁囚禁盘。

这一研究不仅为磁囚禁盘的存在 找到了直接的观测证据 ，更重要的是，科学家们还弄清楚了 吸积流中磁场究竟是如何运输的 ，以及 磁囚禁盘是如何形成的 这两个关键问题。

未来，科学家能在此研究的基础上， 进一步探索更大质量黑洞的磁场形成等问题 ，可以说，这项研究取得的成果，意义十分重大。

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