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浩瀚的宇宙空间里有不计其数的天体，黑洞是其中非常特殊的存在。

正值开学季，武汉大学一个师生团队又收获了一份与黑洞有关的“开学礼包”。

9月1日，武汉大学物理明升体育app与技术学院天文学系副教授、小米青年学者游贝领衔的国际团队，在《明升体育app》（Science）上发表关于黑洞的最新研究成果。游贝副教授为第一作者，游贝、浙江大学曹新伍教授、明升官网明升体育app院上海天文台闫震研究员为共同通讯作者。

“我们发现了黑洞周围磁囚禁吸积盘形成过程的直接观测证据，揭示了黑洞周围‘看不见’的神秘磁场，破解了磁囚禁盘的形成之谜。”游贝告诉《明升官网明升体育app报》。

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成果中文海报。武汉大学游贝团队供图

“不可思议”的天体

黑洞捕获物质的物理过程被称为“吸积”，被捕获的物质则被称为吸积流。

资料显示，作为一种极为致密和“强大”的天体，黑洞的引力大到使光线都无法逃脱。与此同时，黑洞不仅在“吃”（吸积物质），同时也在“吐”（外流）。

“通过对物质的吸积，黑洞间接地彰显了自己的存在。”游贝说。天文学家已经在多个致密双星系统之中探测到恒星级黑洞的存在，这类黑洞吸积时产生明亮的Ｘ射线辐射和射电辐射。

相比于“明亮”的辐射，黑洞周围还存在着“看不到”的磁场。黑洞吸积物质的同时，也会顺带着把磁场“拽”进来。力是相对的，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，吸积流就会被磁场囚禁，无法自由地掉入黑洞，形成磁囚禁盘。”游贝介绍，磁囚禁盘理论模型可广泛应用于各类天体，并且成功解释了黑洞产生的相对论喷流。

然而，此前一直没有磁囚禁盘存在的直接观测证据，磁囚禁盘是如何形成的更是一个未解之谜。

黑洞这个“不可思议的天体”，吸引着各国明升体育app家们前赴后继。

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 游贝（中）与团队成员合影。受访者供图

黑洞也有“吃撑”的时候

时针拨回2021年。那年开春，游贝团队一项关于黑洞吸积的研究成果发表于Nature Communications，他们利用慧眼卫星发现逃离黑洞的高速等离子体。

在那之后的一次会议上，同行的不经意的一句话引起了游贝的注意。“当时，我有了一个新想法。”游贝回忆，“那天晚上，我就让学生用现有的数据试着画一画图。”

“画一画”所用到的数据，来源于2018年我国第一颗Ｘ射线天文卫星“慧眼号”和其他国际观测设备，对一次黑洞吸积事件进行的详尽观测。

那时的游贝并不知道，又一项重要的突破正在萌芽。

“利用这批观测数据，我们首次观测到喷流射电辐射的长时标延迟现象。这是前所未见的。”游贝说。

外部弱磁场被吸积流带入而增强，而且吸积流的空间尺度越大，磁场增强越明显，这使得黑洞附近磁场快速增强，并最终达到磁囚禁盘状态。

“这说明，黑洞并不像‘饕餮’一样来者不拒，也会有‘吃撑’的时候。”游贝介绍，“磁场会阻碍物质‘掉’进黑洞。”

这项研究第一次揭示了吸积流中的磁场输运过程，以及黑洞附近热吸积流中形成磁囚禁盘的完整过程，成为迄今为止磁囚禁盘存在的最直接观测证据。

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 游贝（左）接受明升官网明升体育app报记者采访。谢午阳摄

本科生参与“顶级”探索

面对这项最新成果，游贝直言：“整个过程还挺顺利！”

但是，这对团队中的吴岳和夏天宇来说，却是不小的挑战。

吴岳和夏天宇是论文署名列表中的两个有些特别的作者。因为，在这项研究开始时，他们还是武汉大学的本科生。

“和游老师的相识，有些巧合。”吴岳回忆。2018年夏天，他参加暑期社会实践时，旁听了一场核天体物理学术会议。会上，对天文学很感兴趣的吴岳与游贝相识。就这样，两人一拍即合，吴岳成为游贝指导的第一个学生，开始学习吸积相关的知识。

一年后，吴岳同年级的夏天宇也加入了团队，进行科研实践训练。“我主要进行慧眼卫星数据能谱拟合相关的工作。这项研究中所使用的Ｘ数据，就是来源于慧眼卫星。”夏天宇说。

刚加入团队时，夏天宇直言自己“懂得不多”。面对此前没怎么接触过的工作，他一时有些找不准方向。

2021年开春的那个晚上，在会议上有了新想法的游贝让夏天宇利用现有数据画图。当草图摆在面前时，游贝的第一反应却是“画错了”。经过反复检查，他们才证实草图是正确的。

在这样逐步摸索的过程中，夏天宇感受到了“游老师的厉害”：“在游老师的指导下，我发现数据处理也需要很强的思维敏锐度。同样的数据，分析角度不同，所能阐释的现象相应的也就不同。”

对此，吴岳也有相同的感受，“他的思路非常活跃，遇到一个问题，边讨论着就能想到巧妙的解决方案，甚至提出新的课题方向。”2021年夏天，本科毕业之后，吴岳依然积极参与游贝团队的讨论交流。

2022年春节后，论文投稿。9月1日，一项关于黑洞的重要研究，在积极的审稿意见下，顺利登上《明升体育app》。对于还在武大继续仰望星空的游贝，或是已经分别前往明升官网明升体育app技术大学和南京大学攻读研究生的夏天宇和吴岳同学而言，这无疑都是一份难得的“开学礼物”。

“坦率地说，我们不知道的远比知道的要多得多。这项研究只是向前走了一小步，未来还有很多明升体育app问题等着我们去探索。”游贝对接下来的明升体育app探索充满憧憬。

相关论文信息：http://doi.org/10.1126/science.abo4504