9月1日，科技日報記者從武漢大學得到消息，該校的物理科學與技術學院天文系副教授游貝團隊最近在《科學》雜志上發表了一篇文章， 詳細闡述了他們對黑洞吸積磁場的觀測與研究結果 。

該團隊利用中國第一顆空間X射線天文衛星“慧眼”的觀測數據，聯合地面射電和光學望遠鏡觀測，發現了黑洞周圍磁囚禁吸積盤形成過程的直接觀測證據。

這個發現也意味著，黑洞的又一個“秘密”被人類揭開，更令人興奮的是， 這項研究是由中國科學家領導的 。

【資料圖】

黑洞，是 宇宙中的一個大質量天體 ，而 吸積盤 ，則 是以它為中心天體形成的，圍繞著黑洞進行軌道運動的彌散物質結構 。

吸積盤是天體物理學中 普遍存在的現象 ，除了黑洞，許多天體都擁有自己的吸積盤，比如伽瑪射線暴和活動星系核等。通常來說， 吸積盤來自中心天體產生的物理噴流 ，之所以中心天體會產生噴流， 目的是為了在不損失自身太多質量的前提下，釋放自己的角動量 。

通常，擁有吸積盤的天體， 其自身的質量都非常可觀 ，也只有較大的質量，才能讓中心天體扭曲時空的程度更大，捕獲更多從它周圍經過的物質。

黑洞磁囚禁盤

當被捕獲的物質（包括氣體）進入吸積盤時，它們會沿著一條被稱為 tendex線 的軌跡運動。

根據游貝教授介紹，黑洞捕獲氣體的物理過程就是“吸積過程”，落向黑洞的氣體被稱為“吸積流”，它們都為等離子體狀態。

黑洞的吸積盤非常熱， 熱到足以穿過事件視界，朝外輻射X射線 。同時，吸積的過程還會釋放巨大的能量， 可以將物體質量的10%至40%都轉換成能量 ，而核聚變的過程只能達到%。

正因為大質量天體，比如黑洞，它們在吸積氣體時會產生劇烈的作用，于是科學家認為， 吸積的過程也會造成磁場向內被拖曳 。理論上，氣體被吸入時外部的 磁場也將隨之進入黑洞 ，那么 吸積流中的磁場就會變得越來越強 。

為了能與黑洞產生的向內的巨大引力達成平衡，磁場對吸積流的向外磁力作用也將逐漸增強，此時，被吸積的物質就會被磁場所囚禁，形成磁囚禁盤。

研究現狀

關于磁囚禁盤的 理論模型已經十分完善 ，科學家通過這個模型也解釋了許多黑洞存在的現象，這代表 磁囚禁盤是存在的 。

然而，就像黑洞本身一樣，曾經有無數物理學家預言它的存在，但是人們一直沒能找到有關黑洞的直接觀測證據，直到2019年，黑洞才被拍下了第一張照片。

根據此前的許多研究可以得到，作為M87星系中心的 超大質量黑洞 ，在它的周圍 可能存在著磁囚禁盤 ，但 始終缺乏直接證據 。為了更好地尋找觀測證據，科學家將視線轉向只會在偶爾才進入爆發態的 恒星級黑洞 。

現在，游貝教授領導的科研團隊，利用對黑洞X射線雙星MAXI J1820+070爆發時的多波段觀測數據，觀測到此前從未出現過的長時標延遲現象：噴流的射電輻射和吸積流外區的光學輻射，分別滯后于吸積流內區高溫氣體（熱吸積流）的硬X射線約8天和17天。

科研團隊通過分析X射線觀測數據發現，硬X射線輻射隨吸積率減小而下降，而熱吸積流徑向尺度隨吸積率下降而快速膨脹，使得黑洞附近磁場迅速增強，因而在硬X射線輻射峰值之后約8天形成磁囚禁盤。

這一研究不僅為磁囚禁盤的存在 找到了直接的觀測證據 ，更重要的是，科學家們還弄清楚了 吸積流中磁場究竟是如何運輸的 ，以及 磁囚禁盤是如何形成的 這兩個關鍵問題。

未來，科學家能在此研究的基礎上， 進一步探索更大質量黑洞的磁場形成等問題 ，可以說，這項研究取得的成果，意義十分重大。

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