IT之家 12 月 2 日消息,科技媒體 NeoWin 昨日(12 月 1 日)發布博文,報道稱天文學家利用美國宇航局成像 X 射線偏振探測器(IXPE),觀測距地球約 2.8 萬光年的黑洞系統 IGR J17091-3624,并發現其 X 射線偏振度高達 9.1%,遠超預期。
IT之家援引博文介紹,研究團隊于 2025 年 3 月開始觀測該黑洞系統,數據顯示其發出的 X 射線偏振度高達 9.1%,且偏振角約為 83 度。這一數值具有極高的統計置信度,遠超理論預期。
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圖源:Depositphotos
通常情況下,如此高的偏振度意味著觀測者必須以極特殊的“邊緣視角”去觀測形狀完美的黑洞冕區,這在現實中極難發生。
IGR J17091-3624 是一個極不尋常的黑洞系統,因其亮度像心臟跳動一樣有節奏地忽明忽暗,被天文學家形象地稱為“心跳黑洞”。該系統處于“冕區主導的硬態”,即 X 射線主要來自黑洞周圍被稱為“冕(Corona)”的極熱等離子體區域。
該區域位于吸積盤內側,溫度最高可達 18 億華氏度(約 10 億攝氏度)。盡管冕區亮度極高,但由于其體積太小且距離太遠,科學家無法直接對其成像,只能通過分析 X 射線的偏振屬性來推斷其物理狀態。
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這幅描繪黑洞周圍物質旋渦的插圖突出了一個被稱為“日冕”的特殊結構,它在 X 射線波段會發出明亮的光芒。圖中,日冕呈現為漂浮在下方吸積盤上方的紫色薄霧,并略微延伸至吸積盤內緣。內吸積盤內的物質溫度極高,會發出耀眼的藍白色光芒,但圖中為了更好地突出日冕,降低了其亮度。日冕的紫色僅為示意,代表在可見光下難以察覺的 X 射線輻射。吸積盤的扭曲真實地展現了黑洞巨大的引力如何像光學透鏡一樣,扭曲我們對環繞黑洞的扁平吸積盤的觀察。圖源:NASA
為解釋這一反常的高偏振現象,研究團隊提出了兩種主要假設。第一種可能性是“圓盤風散射”,即物質以風的形式從吸積盤被吹離,X 射線在穿過這些濃密的風時發生散射,從而產生了觀測到的偏振。
第二種可能性涉及相對論效應,即冕區內的等離子體正以高達光速 20% 的速度向外流出,這種高速運動增強了偏振信號。這兩種場景都符合康普頓化過程(Comptonization process),表明幾何結構和觀測角度在其中起到了關鍵作用。
此次發現不僅揭示了 IGR J17091-3624 的獨特性,更填補了理解黑洞生長機制的關鍵拼圖。愛媛大學(Ehime University)的 Maxime Parra 指出,這些觀測到的“風”是理解各類黑洞如何吞噬物質并成長的缺失環節。
羅馬第三大學(University of Roma Tre)的 Giorgio Matt 也強調,該黑洞神秘的變暗模式可能隱藏著理解此類天體的關鍵鑰匙。隨著 IXPE 未來更多觀測數據的出爐,天文學家有望進一步揭開黑洞冕區產生 X 射線的深層機制。
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