捷克人帮助解决天鹅座 X-3 的天文之谜

捷克科学院天文研究所新闻秘书帕维尔·苏坎向《新科学家》杂志发送了一份关于这一新发现的新闻稿，他介绍说：“我们观察到的光是周围气体形成的漏斗内壁的反射，看起来就像一个内部有镜子的圣代冰淇淋。”

所谓的X射线双星是宇宙中最活跃的现象。一般来说，这些系统由两个天体组成：一个普通恒星和一个致密的死星，即黑洞或中子星，后者从其恒星伴星上吸取物质。

这种情况下，按照目前的研究结果，普通恒星内的死亡物体应该是一个黑洞。

迄今为止，我们银河系中已发现数百个这样的辐射源。在太空中发现的第一批 X 射线双星之一是位于天鹅座的天鹅座 X-3 系统。

自 20 世纪 70 年代初以来，该双星系统就以其短暂变亮的能力而闻名，是天空中最强烈的射电源之一，但在几天之内就会变暗或完全消失。

该系统在这些短暂、高能量事件中的非凡行为，与其“正常”性质形成鲜明对比，使得天文学家 RM Hjellming 在 1973 年将其称为“天鹅座 X-3 的天文之谜”。从那时起，许多科学家一直在试图了解它的性质。

作为美国宇航局NASA和意大利ASI的试点项目，利用IXPE（成像X射线偏振测量探测器）卫星对该系统的研究为解决相关谜团的努力带来了突破。

芬兰图尔库大学研究员、该期刊上发表的一项新研究的主要作者亚历山德拉·韦莱丁 (Alexandra Veledin) 表示 自然天文学利用 IXPE 测量 X 射线偏振可以深入了解黑洞最近邻域物质的构造。

“我们发现，这个致密的物体被一层致密的不透明物质包围着。我们观察到的光是周围气体形成的漏斗内壁的反射，类似于内部有镜面的圣代冰淇淋，”她解释说。

这一发现使得天鹅座X-3系统被认定为一类所谓超亮X射线源的成员，这种系统消耗物质的速度非常快，黑洞来不及吸收从邻近恒星落入其中的所有物质，因此一部分物质会被喷射到外部。

她的同事 Juri Poutanen 解释道：“超亮 X 射线源通常在遥远星系图像中被观察为亮点，它们的辐射被周围紧凑物体漏斗的聚焦效应放大，就像一个扩音器。”

“然而，由于这些源距离遥远，是我们银河系跨度的数千倍，因此在 X 射线望远镜下它们显得相对较暗。我们的发现现在揭示了这些遥远物体的清晰对应物，它们就位于我们银河系内，”他说。

简而言之：这个 X 射线辐射源非常明亮，因为按照通常标准它“非常接近，即位于我们的星系中”，正如 Suchan 为 Novinky 所补充道。

直到 2021 年，几乎只能借助光谱分析来研究来自太空的 X 射线。IXPE 卫星是同类中第一台 X 射线偏振探测器，因此为天文学家开辟了全新的高能物体视野。

“我们的研究表明，结合不同观测方法的信息对于理解宇宙最持久的奥秘非常重要，”捷克科学院天文研究所的 Jakub Podgorný 强调道，他是这项研究的主要作者之一，在斯特拉斯堡和布拉格完成了博士研究。他的任务是模拟中心黑洞附近的不同情景，以便正确解释数据。

天文研究所的工作人员 Michal Dovčiak、Jiří Svoboda 和 Vladimír Karas 也参与了这一发现——他们为 IXPE 任务的数据分析、建模和开发领域做出了贡献。

对该特殊宇宙辐射源的进一步研究也可能为详细研究太空物质的极端吸收提供新的机会。