近⽇，中国科学院上海天⽂台、中国科学院⾼能物理研究所、武汉⼤学、浙江⼤学等，利⽤我国第⼀颗X射线天⽂卫星“慧眼”等多台望远镜对⿊洞X射线双星MAXI J1820+070的爆发事件开展了多波段观测研究，发现了⿊洞喷流的射电辐射和⿊洞吸积流外区的光学辐射相对于吸积流内区⾼温⽓体（热吸积流）的硬X射线显示出罕⻅的⻓时标延迟现象（分别滞后约8天和17天）。
该研究⾸次揭示了⿊洞吸积流中磁场运输过程，以及⿊洞附近热吸积流中形成磁囚禁盘的完整过程，是对磁囚禁盘理论模型的最直接观测证据，推进对不同量级⿊洞吸积的⼤尺度磁场形成以及喷流供能和加速机制等关键科学问题的认知。9⽉1⽇，相关研究成果以《⿊洞X射线双星的观测揭示了磁囚禁吸积盘的形成过程》为题，发表在《科学》上。⿊洞捕获⽓体的过程被称为“吸积”。落向⿊洞的⽓体则被称为吸积流，处在等离⼦体状态。
吸积流中的粘滞过程能够有效地释放引⼒势能，其中⼀部分能量转化为多波段辐射。这些辐射能够被地⾯和空间的望远镜所观测到，因此通过观测吸积⽓体的辐射，我们能够“看到”⿊洞，进⽽帮助天⽂学家研究⿊洞的性质。2019年，“事件视界望远镜”合作组织发布了第⼀张⿊洞照⽚（M87星系中⼼的超⼤质量⿊洞），让我们能“看到”⿊洞及其周围吸积物质。此外，⿊洞周围还存在着“看不⻅”的磁场。
⿊洞吸积⽓体的同时，也会向内拖拽磁场。既往理论认为，随着吸积⽓体将外部弱磁场持续带⼊，越向吸积流内区，磁场越会逐渐增强，磁场对吸积流的向外磁⼒作⽤也将逐渐增强，并最终与⿊洞的向内引⼒相抗衡。因此，在靠近⿊洞的吸积流内区，当磁场达到⼀定强度，吸积物质便被磁场所囚禁，⽽⽆法⾃由地掉⼊⿊洞视界⾯，即形成磁囚禁盘（Magnetically Arrested Disk, MAD）。
磁囚禁盘理论已提出多年，解释了⿊洞吸积的⼀些观测现象。然⽽，⾄今尚⽆磁囚禁盘存在的直接观测证据。磁囚禁盘如何形成以及它的磁场输运机制如何，均是未解之迷。除了⼏乎每个星系中⼼的超⼤质量⿊洞，宇宙中还存在着更多的恒星级质量⿊洞。天⽂学家在银河系的许多双星系统中探测到恒星级⿊洞的存在，其质量⼀般是太阳质量的⼗倍左右。
这类⿊洞吸积⼤部分时间处在宁静态（极其微弱的电磁辐射），偶尔会进⼊持续数⽉或者数年的爆发态，产⽣明亮的X射线。因此，这类双星系统常被称为⿊洞X射线双星。
本研究利⽤我国第⼀颗X射线天⽂卫星“慧眼”等多台望远镜，对⿊洞X射线双星MAXI J1820+070的爆发开展了多波段数据分析，发现了其中硬X射线辐射随时间的变化呈现⼀个峰，射电辐射的峰则发⽣在8天之后，喷流的射电辐射和吸积流内区⾼温⽓体（热吸积流）的硬X射线之间如此⻓时标的滞后是前所未⻅的。
这些观测结果表明，吸积盘外区弱磁场被⿊洞周围热吸积流带⼊内区，热吸积流径向尺度随吸积率下降⽽快速膨胀，热吸积流径向尺度越⼤，磁场增强越明显，使得⿊洞附近磁场迅速增强，因⽽在硬X射线辐射峰值之后约8天形成磁囚禁盘。武汉⼤学副教授游⻉表示，本次研究⾸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，是迄今为⽌磁囚禁盘存在的最直接观测证据。
此外，该研究观测到吸积流外区的光学辐射罕⻅地滞后于热吸积流的硬X射线辐射约17天。通过对⿊洞X射线双星爆发过程的数值模拟，研究发现，在⿊洞爆发即将终⽌时，由于硬X射线的照射，更多的外区吸积物质会由于不稳定性⽽加速落向⿊洞，致使吸积流外区产⽣光学闪耀，峰值滞后于热吸积流的硬X射线峰值约17天。
浙江⼤学教授曹新伍表示，由于⿊洞吸积物理的普适性，即不同量级⿊洞吸积服从相同的物理规律，这项研究成果将推进对不同量级⿊洞吸积的⼤尺度磁场形成以及喷流供能和加速机制等关键科学问题的解决。上海天⽂台研究员闫震进⼀步表示，预期未来会在更多的⿊洞吸积系统中观测到和MAXI J1820+070相似的现象。
研究得到国家重点研发计划、国家⾃然科学基⾦、中央⾼校基本科研业务费、中国科学院⻘年创新促进会、湖北省⾃然科学基⾦、上海天⽂台重点培育项⽬等的⽀持。法国斯特拉斯堡天⽂台、波兰科学院理论物理中⼼、波兰科学院哥⽩尼天⽂中⼼等的科研⼈员参与研究。