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中外科学家揭示黑洞周围磁囚禁盘形成过程
本文转自：中国新闻网
中新网武汉9月1日电 (马芙蓉 武柳青)国际著名学术期刊《科学》(Science)于北京时间9月1日发表一项中外科学家合作研究成果，首次揭示黑洞附近热吸积流中形成磁囚禁盘的完整过程。当日下午，论文通讯作者之一、武汉大学物理科学与技术学院天文系副教授游贝向媒体解读该过程。
游贝介绍研究成果。马芙蓉 摄
黑洞捕获物质的物理过程被称为“吸积”，被捕获的物质被称为“吸积流”。吸积流之间的粘滞作用，能够有效释放其引力势能转化为辐射能，产生多波段辐射，对这些辐射的观测是研究黑洞的重要途径。
游贝介绍，在黑洞周围，存在看不见的磁场。黑洞吸积物质时，会向内拖拽磁场。理论认为，随着吸积物质将外部弱磁场持续带入，磁场及其对物质的向外磁力会逐渐增强，当磁场的向外磁力与黑洞的向内引力相当时，吸积流便会被磁场所囚禁，无法自由地掉入黑洞，形成“磁囚禁盘”。
“磁囚禁盘理论模型解释了黑洞吸积系统的许多复杂观测现象。”游贝说，然而，此前从未发现磁囚禁盘存在的直接观测证据，磁囚禁盘如何形成更是未解之谜。
黑洞x射线多波段光变图(左)与艺术想象图(右)。游贝供图
游贝带领科研团队，基于黑洞X射线双星MAXI J1820+070爆发时的多波段观测数据，获得新发现：黑洞喷流产生的射电辐射，比双星系统产生的X射线辐射到达地球的时间滞后8天。而在此前，科学界普遍认为二者是同步的。
进一步分析发现，延迟原因在于冕的扩张。游贝解释道，冕在扩张过程中，黑洞周围会迅速堆积强磁场，受张力作用，强磁场会对物质产生向外作用力，该作用力最终可以强大到与引力相抗衡。在第8天时，两个力达到平衡，便在黑洞周围形成磁囚禁盘现象。
游贝指出，这项成果是迄今科学界获得的磁囚禁盘存在的最直接观测证据，使磁囚禁盘理论模型得到验证。由于物理过程的普适性，该成果将推进对不同量级黑洞吸积盘大尺度磁场形成及喷流加速机制等关键科学问题的理解。
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快照生成时间：2023-09-01 23:45:01
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