武漢大學研究團隊揭開黑洞吸積磁場奧秘

新華社武漢9月1日電（記者李偉、熊翔鶴）記者從武漢大學獲悉，該校天文系副教授游貝團隊通過對黑洞X射線雙星的觀測數據分析，揭示了黑洞吸積流中的磁場輸運過程，及磁囚禁盤的形成過程。相關論文日前發表于《科學》雜志。

黑洞捕獲物質的物理過程被稱為“吸積”，被捕獲的物質則被稱為吸積流。在黑洞周圍還存在著“看不到”的磁場，黑洞吸積物質的同時也會向內拖曳磁場。理論認為，隨著吸積物質將外部弱磁場持續帶入，磁場對吸積流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。

“該理論模型廣泛應用于各類天體，成功解釋了黑洞吸積系統的許多復雜觀測現象。然而，至今我們無法證明磁囚禁盤是否真實存在，磁囚禁盤是如何形成的更是一個未解之謎。”游貝說。

游貝團隊利用黑洞X射線雙星MAXIJ1820+070爆發時的多波段觀測數據，觀測到前所未見的長時標延遲現象：黑洞噴流的射電輻射滯后于吸積流內區高溫氣體（熱吸積流）的硬X射線約8天。

研究團隊指出，吸積盤外區弱磁場被黑洞周圍熱吸積流帶入而增強，吸積流徑向尺度越大磁場增強越明顯。數據分析發現，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。

“這說明黑洞并不像‘饕餮’一樣能吞噬萬物，也會有‘吃’撐的時候，也就是磁場會阻礙物質的掉落。”游貝解釋。

該研究揭示了吸積流中的磁場輸運過程，及黑洞附近熱吸積流中形成磁囚禁盤的完整過程，將極大地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。

來源：新華社