國際著名學術期刊《科學》(Science)于北京時間9月1日發表一項中外科學家合作研究成果，首次揭示黑洞附近熱吸積流中形成磁囚禁盤的完整過程。當日下午，論文通訊作者之一、武漢大學物理科學與技術學院天文系副教授游貝向媒體解讀該過程。

游貝介紹研究成果。　馬芙蓉 攝

　　黑洞捕獲物質的物理過程被稱為“吸積”，被捕獲的物質被稱為“吸積流”。吸積流之間的粘滯作用，能夠有效釋放其引力勢能轉化為輻射能，產生多波段輻射，對這些輻射的觀測是研究黑洞的重要途徑。

　　游貝介紹，在黑洞周圍，存在看不見的磁場。黑洞吸積物質時，會向內拖拽磁場。理論認為，隨著吸積物質將外部弱磁場持續帶入，磁場及其對物質的向外磁力會逐漸增強，當磁場的向外磁力與黑洞的向內引力相當時，吸積流便會被磁場所囚禁，無法自由地掉入黑洞，形成“磁囚禁盤”。

　　“磁囚禁盤理論模型解釋了黑洞吸積系統的許多復雜觀測現象。”游貝說，然而，此前從未發現磁囚禁盤存在的直接觀測證據，磁囚禁盤如何形成更是未解之謎。

黑洞x射線多波段光變圖(左)與藝術想象圖(右)。　游貝供圖

　　游貝帶領科研團隊，基于黑洞X射線雙星MAXI J1820+070爆發時的多波段觀測數據，獲得新發現：黑洞噴流產生的射電輻射，比雙星系統產生的X射線輻射到達地球的時間滯后8天。而在此前，科學界普遍認為二者是同步的。

　　進一步分析發現，延遲原因在于冕的擴張。游貝解釋道，冕在擴張過程中，黑洞周圍會迅速堆積強磁場，受張力作用，強磁場會對物質產生向外作用力，該作用力最終可以強大到與引力相抗衡。在第8天時，兩個力達到平衡，便在黑洞周圍形成磁囚禁盤現象。

　　游貝指出，這項成果是迄今科學界獲得的磁囚禁盤存在的最直接觀測證據，使磁囚禁盤理論模型得到驗證。由于物理過程的普適性，該成果將推進對不同量級黑洞吸積盤大尺度磁場形成及噴流加速機制等關鍵科學問題的理解。