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2.8万光年外的黑洞脉动:神秘怪胎如何颠覆天体物理认知

时间:2025-12-03 11:33
12 月 2 日消息,科技媒体 NeoWin 昨日(12 月 1 日)发布博文,报道称天文学家利用美国宇航局成像 X 射线偏振探测器(IXPE),观测距地球约 2 8 万光年的黑洞系统 IGR J

12月2日消息,科技媒体NeoWin昨日(12月1日)发布博文称,天文学家利用美国宇航局成像X射线偏振探测器(IXPE),观测到距离地球约2.8万光年的黑洞系统IGR J17091-3624,并发现其X射线偏振度高达9.1%,远超理论预期。

根据博文介绍,研究团队于2025年3月开始对这一黑洞系统进行观测。数据显示,该系统发出的X射线偏振度达到9.1%,偏振角约为83度。这一数值具有极高的统计置信度,完全超出了理论模型的预测范围。

2.8 万光年外的“怪胎”,这个黑洞有“脉搏”

图源:Depositphotos

通常情况下,如此高的偏振度意味着观测者必须以极其特殊的“边缘视角”来观察形态完美的黑洞冕区,这种情况在现实中几乎不可能发生。

IGR J17091-3624是一个极其特殊的黑洞系统,因其亮度会像心脏跳动一样有节奏地忽明忽暗,被天文学家形象地称为“心跳黑洞”。该系统处于“冕区主导的硬态”,即X射线主要来自黑洞周围被称为“冕”(Corona)的极热等离子体区域。

该区域位于吸积盘内侧,最高温度可达18亿华氏度(约10亿摄氏度)。尽管冕区亮度极高,但由于其体积太小且距离地球太远,科学家无法直接对其成像,只能通过分析X射线的偏振特性来推断其物理状态。

2.8 万光年外的“怪胎”,这个黑洞有“脉搏”

这幅描绘黑洞周围物质漩涡的插图突出了一个被称为“日冕”的特殊结构,它在X射线波段会发出明亮的光芒。图中,日冕呈现为漂浮在下方吸积盘上方的紫色薄雾,并略微延伸至吸积盘内缘。内吸积盘内的物质温度极高,会发出耀眼的蓝白色光芒,但图中为了更好地突出日冕,降低了其亮度。日冕的紫色仅为示意,代表在可见光下难以察覚的X射线辐射。吸积盘的扭曲真实地展现了黑洞巨大的引力如何像光学透镜一样,扭曲我们对围绕黑洞的扁平吸积盘的观察。图源:NASA

为解释这一反常的高偏振现象,研究团队提出了两种主要假设。第一种可能性是“圆盘风散射”,即物质以风的形式从吸积盘被吹离,X射线在穿过这些稠密的风时发生散射,从而产生观测到的偏振。

第二种可能性涉及相对论效应,即冕区内的等离子体正以高达光速20%的速度向外流出,这种高速运动增强了偏振信号。这两种场景都符合康普顿化过程(Comptonization process),表明几何结构和观测角度在其中起到了关键作用。

此次发现不仅揭示了IGR J17091-3624的独特性,更填补了理解黑洞生长机制的关键拼图。爱媛大学(Ehime University)的Maxime Parra指出,这些观测到的“风”是理解各类黑洞如何吞噬物质并成长的缺失环节。

罗马第三大学(University of Roma Tre)的Giorgio Matt也强调,该黑洞神秘的变暗模式可能隐藏着理解此类天体的关键钥匙。随着IXPE未来更多观测数据的出炉,天文学家有望进一步揭开黑洞冕区产生X射线的深层机制。

附上参考地址

The very high X-ray polarization of accreting black hole IGR J17091−3624 in the hard state

来源:https://www.ithome.com/0/901/796.htm
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